SOPC技术在太阳能照明控制器中的应用研究

【摘要】： 随着计算机和微电子技术的发展,可编程片上系统(SOPC)以体积小、功耗低、可编程性和高可靠性等优点被广泛地应用于工程领域。太阳能照明系统是一种以太阳能作为所需电能的照明设施,本文通过对SOPC技术在太阳能照明控制器中的应用研究,实现控制器对太阳能照明系统的智能控制。 本文研究SOPC的开发流程、开发语言及开发环境,分析研究NiosⅡ定制、电源、系统时钟、温度采样和A/D转换的电路设计,使用SOPC Builder对构建的IP核进行仿真和系统的整合;将SOPC技术引入太阳能照明控制器的设计中,对太阳能电池和蓄电池的工作原理及工作特性分别进行研究,实现控制器充电、放电和MPPT控制优化。 【关键词】：SOPC NiosⅡ 照明控制器 MPPT
【学位授予单位】：华北电力大学（河北）
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TP273
【目录】：

• 摘要4
• ABSTRACT4-7
• 第一章 引言7-11
• 1.1 选题背景及其意义7-8
• 1.2 国内外研究动态8-9
• 1.2.1 SOPC 技术发展8-9
• 1.2.2 太阳能照明控制器发展9
• 1.3 课题研究内容9-11
• 1.3.1 课题研究内容9
• 1.3.2 论文的组织结构9-11
• 第二章 FPGA、 SOPC 技术及开发语言介绍11-19
• 2.1 FPGA 技术11-12
• 2.1.1 FPGA 技术的概念11
• 2.1.2 FPGA 技术的特点11-12
• 2.1.3 FPGA 技术的发展趋势12
• 2.2 SOPC 技术12-15
• 2.2.1 SOPC 技术的特点12-13
• 2.2.2 SOPC 设计方法13
• 2.2.3 SOPC 开发流程13-14
• 2.2.4 构成 SOPC 方案的途径14-15
• 2.3 硬件描述语言15-19
• 2.3.1 硬件描述语言概述15-16
• 2.3.2 VHDL 语言16-17
• 2.3.3 Verilog HDL17-19
• 第三章 NiosⅡ软核处理器19-26
• 3.1 NiosⅡ软核处理器19-21
• 3.1.1 NiosⅡ处理器概述19
• 3.1.2 NiosⅡ软核处理器架构19-21
• 3.2 NiosⅡ总线结构21-23
• 3.2.1 Avalon 总线概述21
• 3.2.2 Avalon 总线模块和外设21-23
• 3.3 NiosⅡ处理器系统的外围设备23-25
• 3.3.1 DMA 控制器23-24
• 3.3.2 异步收发器 UART24-25
• 3.4 NiosⅡ IDE25-26
• 第四章 基于 SOPC 技术的太阳能照明控制器的硬件设计26-33
• 4.1 太阳能照明控制器的技术要求26-27
• 4.2 太阳能照明控制器硬件设计总体方案27-28
• 4.3 太阳能照明控制器各部分的硬件实现28-33
• 4.3.1 NiosⅡ定制28-29
• 4.3.2 电源部分的设计29-30
• 4.3.3 系统时钟的电路设计30
• 4.3.4 温度采样的电路设计30-31
• 4.3.5 A/D 转换31-33
• 第五章 太阳能照明控制器的软件设计33-51
• 5.1 控制器部分功能模块实现方式33-39
• 5.1.1 太阳能最大功率点跟踪（MPPT）实现方式33-34
• 5.1.2 充电实现方式34-36
• 5.1.3 放电实现方式36-39
• 5.2 软件流程图39-44
• 5.2.1 主程序流程图39-40
• 5.2.2 充电流程图40-41
• 5.2.3 放电流程图41-43
• 5.2.4 MPPT 控制流程图43-44
• 5.3 控制器程序设计44-49
• 5.3.1 充电阶段的控制程序44-45
• 5.3.2 放电阶段的控制程序45-47
• 5.3.3 MPPT 控制程序47-49
• 5.4 测试环节49-51
• 5.4.1 IP 核仿真49
• 5.4.2 微控制器整合49-50
• 5.4.3 系统编译50-51
• 第六章 结论51-53
• 6.1 结论51
• 6.2 下一步的工作51-53
• 参考文献53-56
• 致谢56-57
• 在学期间发表的学术论文和参加的科研情况57

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