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基于CPLD编解码的实景数字游戏超声波定位系统

作　者: 李红梅
导　师: 苏寒松；李文元
学　校: 天津大学
专　业: 电磁场与微波技术
关键词: 实景数字游戏无线局域网超声波 CPLD/FPGA 编解码无线射频收发
分类号: O426.9
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

实景数字游戏是集网络游戏和遥控游戏于一体的新型游戏。本课题中的模型坦克对战是实景数字游戏项目中主要的游戏之一,也是本课题的主要研究对象。本文以实景数字游戏为载体,介绍了模型坦克对战系统的整体设计方案,重点介绍了基于CPLD编解码的模型坦克超声波定位系统的具体实现,并对本文所研究的定位系统方案的最终确立和其误差分析做了详细的阐述。本论文的工作是:利用一台PC机和一个无线路由器建立一个基于802.11g协议的无线局域网,在这个无线局域网中实现对模型坦克的控制,使其完成前进、后退、转弯、红外对射、超声波定位等一系列功能。本文的重点工作是利用CPLD编解码,配合一套无线射频收发模块完成超声波的实时定位,在定位接收端电路的设计,制作,安装和调试上做了大量的工作。本设计实现了在无线局域网中对模型坦克的超声波定位。本设计中的超声波定位方案有对前面试验方案的总结,更多的是改进与创新。实验表明,本论文中的超声波定位精确度可达厘米级,完全达到实景数字游戏对精度的要求。

全文目录

中文摘要  3-4
ABSTRACT  4-5
目录  5-7
第一章绪论  7-11
  1.1 本课题的提出意义及发展现状  7-8
    1.1.1 实景数字游戏的提出意义  7-8
    1.1.2 实景数字游戏的国内外发展现状  8
  1.2 本课题的研究内容及主要工作  8-10
    1.2.1 研究内容  8-9
    1.2.2 主要工作  9-10
  1.3 本文结构  10-11
第二章模型坦克对战系统整体设计  11-31
  2.1 系统整体构架  11-26
    2.1.1 嵌入式无线设备服务器Wiport  12-14
    2.1.2 无线局域网的搭建  14-18
    2.1.3 复杂可编程逻辑器件（CPLD）的基本原理  18-20
    2.1.4 CPLD 与 FPGA 的比较  20-22
    2.1.5 CPLD/FPGA 嵌入式开发工具——QuartusⅡ  22-25
    2.1.6 硬件描述语言Verilog  25-26
  2.2 系统功能设计  26-31
    2.2.1 模型坦克基本控制  26-27
    2.2.2 模型坦克红外对射  27-29
    2.2.3 模型坦克超声波定位  29-31
第三章基于CPLD 编解码的超声波定位系统的实现  31-49
  3.1 模型坦克定位系统的整体构架  31-36
    3.1.1 目前定位系统的确立过程  31-34
    3.1.2 超声波定位接收点位置的选取  34-35
    3.1.3 多辆模型坦克定位系统  35-36
  3.2 模型坦克中的无线通信系统  36-45
    3.2.1 射频发射模块F05P  37-39
    3.2.2 射频接收模块J04V  39-41
    3.2.3 F05P 和J04V 在模型坦克定位系统中的具体应用  41-45
  3.3 模型坦克定位中的超声波通信系统  45-48
    3.3.1 超声波定位原理  45-46
    3.3.2 超声波发射端构成  46-47
    3.3.3 超声波接收端构成  47-48
  3.4 模型坦克定位系统的实现  48-49
    3.4.1 定位端计数器的设置  48
    3.4.2 定位端回传信号的设置  48-49
第四章实景数字游戏系统硬件设计  49-58
  4.1 模型坦克端电路设计  49-54
    4.1.1 系统电源设计  49-50
    4.1.2 模型坦克内可编程逻辑器件CPLD 模块设计  50-53
    4.1.3 CPLD 与模型坦克中驱动电路的连接设计  53
    4.1.4 超声波的发射电路  53-54
    4.1.5 无线射频发射电路  54
  4.2 定位接收端电路设计  54-58
    4.2.1 CPLD 的外围电路的连接  55-56
    4.2.2 无线射频接收电路  56
    4.2.3 超声波接收电路  56-58
第五章整体调试与项目展望  58-64
  5.1 整体调试  58-62
    5.1.1 服务器端的安装  58-59
    5.1.2 模拟战场的安装  59-60
    5.1.3 联调  60-61
    5.1.4 超声波定位系统的定位误差分析  61-62
  5.2 项目展望  62-64
参考文献  64-66
发表论文和参加科研情况说明  66-67
致谢  67-68
附录  68-70

基于CPLD编解码的实景数字游戏超声波定位系统

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