收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于FPGA的音乐景观灯的设计与实现

杜国女  
【摘要】:随着生活水平的不断提高,城市夜景亮化现在已经成为城市文明进步的象征,是现代化城市建设中必不可少的一部分。LED作为一种色彩鲜艳的绿色光源,在国家“绿色照明”、“节能减排”的号召下得到了大力的推广,许多商家都把目光投向了LED光源。LED有着亮度高、功耗低、寿命长等特点在景观亮化照明领域中占据着领先地位,把城市建筑物,娱乐休息场所装点得五彩缤纷,惟妙惟肖。但人们在欣赏彩灯的同时似乎觉得太过于平静,缺乏那种灯光随着音乐跳动的感觉,这就为音乐景观灯的实现提供了前提。加之嵌入式系统进入了片上系统阶段(SOC),音乐景观灯的实现也从幕后搬到了台前,但都没有能够充分发挥LED的特点。在本世纪,Altera公司推出了片上可编程(SOPC)技术,是一种基于FPGA的SOC的解决方案,是一种全新的嵌入式系统设计技术,这使得充分满足LED特性的音乐景观灯的实现成为了可能。本文基于这种技术完成了音乐景观灯的设计和实现,设计中充分利用了FPGA器件丰富的逻辑资源和可重构的灵活设计的特点,在单片的FPGA上实现整个系统的逻辑功能。 本文详细介绍了基于FPGA的音乐景观灯控制系统的设计与实现,即从系统的总体设计开始入手,并从硬件设计和软件设计两大部分进行详细的说明。总体设计方面,主要介绍了系统所要实现的具体的功能和所要掌握的一些基础知识,并给出了具体实现所搭建的系统环境。在硬件详细设计方面,一方面主要是PLL模块和NiosⅡ系统模块的配置等设计,所有的模块最后在顶层模块中相互调用、连接,构建了一个SOPC系统;另一个方面是LED模块的设计,包括芯片的选择和电路的搭建。在软件详细设计方面,主要是针对NiosⅡ处理器进行编程实现各个任务的功能,在μC/OS-Ⅱ操作系统的调度下实现任务之间的通信;在这里给出了软件总体的结构框图和五个任务间信息交换过程的状态机图,从总体上给出所实现的基本功能和基本思路,之后是各个任务具体实现的详细过程。 在VC++6.0开发环境中利用MFC创建了一个控制界面,界面包括MP3控制、LED控制和显示界面等,通过串口通信的方式实现上位机对音乐景观灯的控制。由于需要在上位机界面上显示操作的信息,所以涉及到了字符编码方式之间的转换;文中给出了转换的流程图和详细的转换过程,为在上位机上显示播放列表、提示信息等提供了保证。 最后给出了整个系统实现的平台和结果,达到了预期的目的,具有一定的实用价值。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 徐京晶;最先进的10万门现场可编程门阵列(FPGAs)[J];微处理机;1996年03期
2 ;Xilinx免费WEB设计工具增加FPGA支持[J];世界电子元器件;2000年11期
3 罗剑波,姜伟;一种基于FPGA技术的高频疲劳试验机控制器的研制[J];电子工程师;2001年09期
4 Xilinx Inc.Amit Dhir;FPGA推动无线局域网发展[J];电子产品世界;2002年22期
5 Saeid Mousavi,Stephen Cheng;平台FPGA架构用于复杂嵌入式系统[J];今日电子;2002年06期
6 黄莺;Xilinx:创新求变 逆风飞扬[J];世界电子元器件;2002年09期
7 胡玲娜,张小军,邓鸿威;基于SYSTEM C的FPGA设计方法[J];今日电子;2003年12期
8 彭飞,赵继勇;基于FPGA的全数字低中频QPSK调制解调器实现[J];电子设计应用;2003年09期
9 Ken O'Neill;降低单事件辐射对卫星用FPGA的影响[J];电子设计应用;2003年12期
10 包明,赵明富,郭建华;基于FPGA的高速高精度频率测量的研究[J];单片机与嵌入式系统应用;2003年02期
11 杜兆林 ,吴嗣亮;基于FPGA的专用信号处理器设计和实现[J];电子设计应用;2004年06期
12 ;Altera新款Cyclone II FPGA比前一代成本低30%[J];单片机与嵌入式系统应用;2004年08期
13 ;用作嵌入式处理器定制外围器件的FPGA[J];世界电子元器件;2004年09期
14 赵科;基于FPGA的加密算法的设计[J];微计算机信息;2004年09期
15 张庆玲;基于FPGA汉字显示的VHDL语言实现[J];陕西科技大学学报;2004年02期
16 边绍辉,蔡晋辉,周泽魁,张光新;基于DSP和USB接口的视觉检测系统的设计[J];计算机工程;2004年20期
17 刘宏伟 ,郑立云 ,董代洁 ,冯一兵;USB实验装置的研制与开发[J];单片机与嵌入式系统应用;2004年12期
18 张文艳,陈立强,程方,程刚;用FPGA实现水声MFSK信号的同步接收及解码[J];探测与控制学报;2004年04期
19 梁慧;FPGA在机载雷达信号处理系统中的应用[J];现代雷达;2005年02期
20 谢明,吉书鹏,段哲民;基于高速双DSP的柔性机载实时图像跟踪系统研究[J];国外电子元器件;2005年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 侯金华;;基于FPGA的SOC系统可靠性设计[A];2011中国电工技术学会学术年会论文集[C];2011年
2 张健;孙辉先;陈晓敏;安军社;;反熔丝FPGA的可靠性设计措施[A];第二十三届全国空间探测学术交流会论文摘要集[C];2010年
3 ;Design and Research of Video Fire Detection System Based on FPGA[A];Proceedings of the 2011 Chinese Control and Decision Conference(CCDC)[C];2011年
4 董雪;费建军;白娇杨;;基于FPGA的智能火灾报警系统的设计与研究[A];天津市电视技术研究会2012年年会论文集[C];2012年
5 肖松;李跃华;张金林;;基于FPGA局部动态可重构的抗SEU容错系统研究[A];教育部中南地区高等学校电子电气基础课教学研究会第二十届学术年会会议论文集(下册)[C];2010年
6 王玮;钱伟康;应怀樵;;基于FPGA的PXI高速数据采集系统硬件设计[A];现代振动与噪声技术(第九卷)[C];2011年
7 钱伟康;梁利娟;王丽丽;;一种基于FPGA的CAN总线船舶监控系统[A];全国第三届信号和智能信息处理与应用学术交流会专刊[C];2009年
8 杨学友;叶振忠;刘常杰;李博文;;一种高速智能化视觉传感器设计[A];第三次全国会员代表大会暨学术会议论文集[C];2002年
9 鲁艳;雷维嘉;谢显中;;基于Avalon接口的交织编码技术的FPGA实现[A];2010年通信理论与信号处理学术年会论文集[C];2010年
10 许超;肖铁;施柏鑫;;基于FPGA的电子内窥镜视频处理系统[A];全国第二届信号处理与应用学术会议专刊[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张承畅;多FPGA系统的关键问题及应用研究[D];重庆大学;2011年
2 李鹏;基于元构件的FPGA硬件构件设计技术研究[D];解放军信息工程大学;2011年
3 余慧;时分交换的新型FPGA互连结构研究[D];复旦大学;2011年
4 谢丁;FPGA互连结构评估系统研究与实现[D];复旦大学;2011年
5 王忠明;SRAM型FPGA的单粒子效应评估技术研究[D];清华大学;2011年
6 廖永波;SOC软硬件协同方法及其在FPGA芯片测试中的应用研究[D];电子科技大学;2010年
7 唐玉兰;伪布尔可满足性算法及其在FPGA布线中的研究应用[D];江南大学;2010年
8 邬贵明;FPGA矩阵计算并行算法与结构[D];国防科学技术大学;2011年
9 薛晓勇;新型存储器在FPGA中应用的关键技术研究[D];复旦大学;2011年
10 隋文涛;FPGA布局算法研究[D];清华大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 杜国女;基于FPGA的音乐景观灯的设计与实现[D];兰州交通大学;2011年
2 周志娟;相移波束形成的FPGA实现[D];哈尔滨工程大学;2011年
3 许冲;激光脉冲定距算法研究与FPGA实现[D];哈尔滨工业大学;2011年
4 叶忠彬;基于FPGA的数字频率合成系统的设计与实现[D];电子科技大学;2011年
5 彭涵阳;无串扰超声测距系统的激励方法及基于FPGA的设计与实现[D];天津大学;2010年
6 隆志远;基于FPGA和光电耦合的旋转机械非接触双向信号传输系统[D];南京航空航天大学;2010年
7 袁臻;电动多叶光栅通讯部分的FPGA实现[D];上海交通大学;2009年
8 刘开健;基于FPGA的实时图像处理系统的设计与实现[D];昆明理工大学;2008年
9 刘钰力;基于FPGA的SHA256高效数字加密系统[D];兰州大学;2011年
10 王恕;基于FPGA的伺服电机速度测量算法研究与实现[D];上海交通大学;2012年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 海英;赛灵思发布新型FPGA芯片方案[N];人民邮电;2009年
2 ;实现FPGA产品差异化[N];中国电子报;2011年
3 ;FPGA为消费电子提供安全保证[N];中国电子报;2011年
4 本报记者 赵艳秋 冯晓伟 冯健;FPGA:市场应用广 门槛需降低[N];中国电子报;2009年
5 本报记者 冯晓伟;FPGA格局难改 新兴企业胜算几何?[N];中国电子报;2009年
6 ;异步架构FPGA实现业界最高速度[N];中国电子报;2009年
7 ;突破功耗和成本限制设计中国需要的FPGA[N];中国电子报;2009年
8 ;通信仍是FPGA最大市场[N];中国电子报;2009年
9 本报记者 梁红兵;赛灵思:降低FPGA应用门槛[N];中国电子报;2010年
10 华北光电技术研究所 刘刚;FPGA+DSP升级热像设计[N];中国电子报;2010年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978