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自集成电路发明以后，集成电路芯片的发展基本上遵循了Intel 公司创始人之一的 Gordon EMoore 1965 年预言的摩尔定律，即每隔3 年集成度增加4 倍，特征尺寸缩小1.4 倍。 在集成电路(IC)发展初期，电路设计都是从器件的物理版图设计入手。后来出现了集成电路 单元库(Cell-Lib)，使得集成电路设计从器件级进入逻辑级，极大地推动了IC 产业的发展。 不过，集成电路只有安装在整机系统中才能发挥它的作用。IC 芯片是通过印刷电路板(PCB) 等技术实现整机系统的。尽管IC 的速度可以很高，功耗可以很小，但由于PCB 板中IC 芯 片之间的连线延时、PCB 板可靠性，以及重量等因素的限制，整机系统的性能受到了很大 的限制。随着系统向高速度、低功耗、低电压和多媒体、网络化、移动化的发展，系统对电 路的要求越来越高。传统集成电路设计技术已无法满足性能日益提高的整机系统的要求。同 时，由于IC 设计与工艺技术水平提高，集成电路规模越来越大，复杂程度越来越高，整个 系统已可以集成在一个芯片上。目前已经可以在一个芯片上集成108—109 个晶体管。 SOC(System On Chip:片上系统)就是在这种条件下应运而生的。

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本光盘中包括了书中所有示例的源代码，具体说明如下。 示例源程序及在Keil环境下编译生成的所有文件，均是按章节顺序存放。例如：Chapter06 文件夹中包含了第6章的示例源程序，Chapter06下的6.1文件夹内为第6章第1节的示例源程序及在Keil环境下编译生成的所有文件。其中，文件夹内的Ward文档为书中本节示例程序代码。 Chapter06～Chapter15文件夹中包含了第6章～第15章汇编语言实例源代码以及编译生成的所有文件。 Chapter18～Chapter22文件夹中包含了第18章～第22章C语言实例源代码以及编译生成的所有文件。 Chapter23～Chapter24文件夹中包含了第23章～第24章汇编语言、C语言实例源代码以及编译生成的所有文件。 读者只需在Keil环境下打开该工程项目文件，进行模拟仿真便可以看到例子中的运行结果。文件夹中的.HEX文件可以直接写入单片机进行实验。 另外，为了使读者使用本书方便，光盘中还附有本书所有原理图、电路图。 光盘中资料，仅供学习本书使用。

交一直型电力机车的大量使用使得我国电气化铁道负荷谐波含量高的问 题尤为突出。为此，我国电气化铁道的惯用办法是在牵引变电所安装3次单 调谐滤波器，这种方法的滤波效果远不能满足要求。有源电力滤波器能够克 服无源电力滤波器滤波能力不足、滤波特性受系统参数的影响大，可能发生 谐波放大等缺点有效地抑制谐波。但是，由于有源电力滤波器的成本较高， 因此，将有源电力滤波器与无源电力滤波器结合组成混合电力滤波器是目前 治理电气化铁道谐波污染的较好方案。 论文所做的工作是在铁道部科技研究开发计划项目:《牵引变电所可调无 功补偿与滤波技术综合研究》研究成果的基础上进行的。对于有源电力滤波 器、无源电力滤波器串接后并联在母线上构成固定滤波支路进行谐波补偿的 方案进行了讨论，力图将有源电力滤波器和无源电力滤波器作为一个整体， 综合考虑滤波效果，设备安全，和投资成本等因素，针对现场实际，对于串接 式并联混合电力滤波器的硬件和软件进行工程化的详细设计。 文章讨论了牵引变电所混合电力滤波器最佳安装位置及其与可调无功补 偿器配合方案，讨论了有源电力滤波器逆变器的结构、类型及其pwM控制方式。 给出了基于主要设备最低投资的混合电力滤波器参数优化模型及算法， 利用现场实测数据为西昌北牵引变电所设计了混合电力滤波器的主要参数。 讨论了有源电力滤波器的输出滤波器参数的设计的准则，编制了优化程序， 给出了设计结果。设计了有源电力滤波器的控制系统，控制系统包括指令产 生控制器和指令跟踪控制器。由于有源电力滤波器对指令跟踪环节的相位特 性的要求很严格，因此，对其指令跟踪控制器的设计显得格外重要。而目前 对于有源电力滤波器的研究主要集中在指令产生控制器上，讨论指令跟踪控 制器的很少。本文详细讨论了指令跟踪控制器的设计。 利用Mat1ab/5imulink中的电力系统模块构造了单相器件级仿真电路。 并对本文进行的理论分析及设计结果进行了仿真验证。在分析滤波效果时， 通过系统变换，将牵引供电系统三相一两相一单相联系起来，达到了用单相 仿真模型得到两相和三相仿真效果的目的。仿真结果表明所提出的方案有很 好的滤波效果，控制系统有良好的鲁棒性和较快的响应速度。

在详细阐述正弦脉宽调制算法的基础上， 结合DDS 技术， 以Actel FPGA 作为控制核心， 通过自然采样法比较1 个三角载波和3 个相位差为1 200 的正弦波， 利用Verilog HDL 语言实现死区 时间可调的SPWM 全数字算法，并在Fushion StartKit 开发板上实现SPWM 全数字算法。通过逻辑分析 仪和数字存储示波器得到了验证，为该技术进一步应用和推广提供了一个良好的开放平台。

文章描述了以FPGA 为控制核心,通过使用直接数字频率合成技术实现SPWM 变频调速的方 案。经实际生产证明,该方案结构合理、设计简化,可以产生稳定的SPWM 信号,频率分辨率高、切换速度 快。

简要介绍了基于FPGA的逆变电源控制器的设计方案及片内FPGA功 能模块的划分。在给出逆变电源控制器应用目标的基础上，制定了FPGA目标 器件的选择原则和芯片的技术规格，完成了器件的选择和相关开发环境和工具 的选取。并系统阐述了FPGA的设计流程。 根据数字化自然采样法的基本原理，提出了一种基于EDA技术的正 弦脉宽调制 (SPWM)全数字化解决方案。利用计数器和通过查表的方法，得出一 种生成数字化正弦信号的算法，并通过对正弦信号的频率和幅值的调制，结合 VHDL硬件描述语言的设计灵活等特点，设计出基于FPGA的数字化正弦信号 发生器，仿真和试验结果表明，该方法具有实用价值。