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基于FPGA的卫星通信地球站控制电路性能改进的研究与设计

作　者: 谭枫
导　师: 谢继东
学　校: 南京邮电大学
专　业: 电子与通信工程
关键词: 卫星通信地球站控制系统 FPGA设计电机驱动 VGA显示驱动
分类号: TN927.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

卫星通信地球站正朝着小型化、低功耗、性能升级方便等方向发展,由于卫星通信地球站的控制系统在卫星通信地球站中充当着“大脑指挥官”的作用,所以控制系统的发展方向大致等同于地球站的发展方向。本论文研究的重点是对原有卫星通信地球站控制系统性能的改进。原控制系统采用的是“MCU+若干分立功能模块”的电路组成形式,国内外大多数的地球站控制系统采用这种电路组成形式,但这种电路组成形式存在电路体积大、高功耗、电路易被抄袭、电路升级困难等诸多缺点。随着可编程逻辑技术的不断发展,FPGA(Field Programmable Gate Array)已被广泛应用于各个领域,FPGA芯片所包含的资源越来越丰富、可实现的功能越来越强,使得FPGA在电子电路设计中越来越重要。本论文就采用FPGA来替换原控制系统中的网络选择模块电路、串口选择模块电路、极化电机驱动电路、步进电机驱动电路和VGA显示驱动电路等分立电路模块。基于FPGA改进后的控制系统能在一定程度上克服原控制系统存在的缺点。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
第一章绪论  8-11
  1.1 课题研究背景  8-9
  1.2 国内外发展现状  9-10
  1.3 论文内容安排  10-11
第二章卫星通信地球站工作原理  11-17
  2.1 卫星通信地球站的工作过程及性能指标  11-12
    2.1.1 地球站的工作过程  11
    2.1.2 地球站的性能指标  11-12
  2.2 卫星通信地球站系统组成  12-17
    2.2.1 天线反射面  13-14
    2.2.2 馈源系统  14-15
    2.2.3 LNB 单元  15-16
    2.2.4 BUC 单元  16
    2.2.5 信标接收机  16
    2.2.6 控制电路  16-17
第三章基于 MCU 和若干分立元件的控制系统  17-33
  3.1 电路组成原理框图  17-31
    3.1.1 MCU 模块  17-19
    3.1.2 供电模块  19-20
    3.1.3 接收机模块  20-21
    3.1.4 传感器模块  21-26
    3.1.5 电机驱动器模块  26-29
    3.1.6 片外 ROM  29-30
    3.1.7 字符显示驱动电路  30-31
  3.2 控制电路存在的问题  31-33
第四章基于 FPGA 的控制系统改进  33-57
  4.1 FPGA 简介  33-36
    4.1.1 FPGA 芯片的基本结构  33-35
    4.1.2 EP2C8Q208 简介  35
    4.1.3 设计采用的开发工具  35-36
  4.2 Verilog HDL  36-38
    4.2.1 Verilog HDL 语言简述  36-37
    4.2.2 Verilog HDL 语言开发 FPGA/CPLD 的流程  37-38
  4.3 基于 FPGA 的若干电路改进  38-57
    4.3.1 网络切换模块的改进  38-41
    4.3.2 串口选择电路的改进  41-43
    4.3.3 极化电机驱动电路的改进  43-46
    4.3.4 步进电机驱动电路的改进  46-57
第五章 VGA 显示驱动器的设计  57-70
  5.1 VGA 相关  57-60
    5.1.1 VGA 标准简介  57-58
    5.1.2 VGA 时序  58-60
  5.2 字模信息的存储与提取  60
  5.3 基于 EP2C8Q208 芯片的 VGA 控制器实现  60-70
    5.3.1 FPGA 实现 VGA 控制器原理  60-61
    5.3.2 时钟模块的设计  61-62
    5.3.3 SOPC 模块的设计  62-63
    5.3.4 VGA 时序控制模块的设计  63-66
    5.3.5 异步 FIFO 的实现  66-67
    5.3.6 存储器控制接口的设计  67-70
第六章总结与展望  70-71
参考文献  71-73
致谢  73-74
附录  74-87

基于FPGA的卫星通信地球站控制电路性能改进的研究与设计

内容摘要

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