【摘要】：信號采集技術作為在工業(yè)生產(chǎn)、航空航天、測控測量等領域廣泛使用而又極其基礎的技術方法,有著不可或缺的地位。NiosⅡ系統(tǒng)以其可裁剪、易于移植等等優(yōu)點,在信號采集領域有著越來越廣泛的應用�；贜iosⅡ的可重構信號采集設備作為上述兩者相結合的又一成功實現(xiàn),能夠由USB接口芯片完成與上位機之間的USB通信,同時能夠在NiosⅡ系統(tǒng)中完成對控制命令的解析,并根據(jù)指令實現(xiàn)對外圍設備的控制運行,實現(xiàn)多通道的驅動輸出與信號采集功能,更能基于采集數(shù)據(jù)的基礎實現(xiàn)對被測設備操作狀態(tài)的實時判決,并最終實現(xiàn)采集數(shù)據(jù)或判決結果通過USB總線與RS422總線的上傳,并以可視化的形式呈現(xiàn)給用戶。關于實現(xiàn)基于NiosⅡ系統(tǒng)的信號采集功能,本文的主要內(nèi)容如下:1、構建NiosⅡ軟核處理器系統(tǒng)。將串口UART IP核,定時器Interval Timer IP核,PIO IP核、EPCS模塊等集成到軟核處理器中。借助串口中斷、定時器中斷、PIO中斷三種中斷處理功能的協(xié)調運行,并協(xié)同其他外圍電路的輔助,實現(xiàn)NiosⅡ系統(tǒng)軟硬件功能的設計。2、USB通信功能的設計與實現(xiàn)。本課題采用CY7C68013A芯片實現(xiàn)對USB協(xié)議的處理,并根據(jù)其固件框架完成了USB芯片的初始化以及用戶自定義請求的處理,最終通過端點0的控制傳輸功能實現(xiàn)上位機對硬件設備的控制以及上位機與硬件設備之間的通信。3、儀器驅動庫與設備驅動的設計與實現(xiàn)。作為直接與用戶交互的部分,在完成WDM設備驅動開發(fā)的基礎上,根據(jù)設備功能需求,采用模塊化的設計思想完成了設備儀器驅動庫功能函數(shù)的設計。4、為保證設備功能的可靠性,本文最后借助上位機人機交互界面,對采集設備的驅動輸出、信號采集、操作判決等模塊進行了測試和驗證。測試結果表明,基于NiosⅡ的可重構信號采集設備能夠長時間穩(wěn)定運行,能夠實現(xiàn)設備的“可重構”特性與驅動輸出、信號采集的功能。整個設備基于分層與模塊化的設計思想,擴展性好,靈活性強。
[Abstract]:As a widely used and very basic technique in industrial production, aerospace, measurement and control, signal acquisition technology has the indispensable position of "Nios 鈪，

本文編號：2174956