具有主從USB接口的智能化數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的接口設(shè)計與實現(xiàn)
發(fā)布時間:2021-11-27 22:40
在科學技術(shù)研究和工業(yè)生產(chǎn)的各行業(yè)中,數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)應(yīng)用廣泛。目前,USB設(shè)備的開發(fā)和應(yīng)用在國內(nèi)外處于高速發(fā)展階段,具有廣闊的發(fā)展前景。將USB應(yīng)用于數(shù)據(jù)采集,可以很好地克服傳統(tǒng)數(shù)據(jù)采集卡安裝麻煩、易受機箱內(nèi)環(huán)境干擾、受資源限制不可掛接很多設(shè)備等缺點,很容易實現(xiàn)高速實時、大容量、低成本、高可靠性、多點的數(shù)據(jù)采集,具有安裝方便、即插即用、置于機箱外電磁干擾小、供電方便、容易擴展等優(yōu)點。信息系統(tǒng)的一個發(fā)展趨勢是以FPGA為代表的現(xiàn)場可編程技術(shù)在迅速崛起。SOPC(System On Programmable Chip)即可編程片上系統(tǒng),它在FPGA中嵌入硬核或軟核處理器,集處理器和FPGA/CPLD的優(yōu)點于一身,實現(xiàn)可配置SOC。將SOPC技術(shù)應(yīng)用到USB數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)設(shè)計中,可以簡化系統(tǒng),降低干擾,提高性能。本論文研究設(shè)計的智能化數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)用于在建筑等領(lǐng)域中對埋入建筑物的各類金屬的腐蝕效應(yīng)所起的電化學反應(yīng)過程進行測量并具備智能存儲處理功能。本系統(tǒng)在借鑒已有開發(fā)成果的基礎(chǔ)上,不僅能夠在聯(lián)機情況下通過從USB接口與PC上位機進行通信,而且能夠在脫機的環(huán)境下通過主USB接口將數(shù)據(jù)存儲到...
【文章來源】:首都師范大學北京市
【文章頁數(shù)】:74 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
目錄
第1章 緒論
1.1 立題依據(jù)及發(fā)展現(xiàn)狀
1.1.1 立題依據(jù)
1.1.2 發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢
1.2 系統(tǒng)實現(xiàn)功能及意義
1.2.1 系統(tǒng)實現(xiàn)功能
1.2.2 系統(tǒng)實現(xiàn)意義
1.3 論文內(nèi)容及組織形式
第2章 關(guān)鍵技術(shù)
2.1 USB技術(shù)
2.1.1 USB概述
2.1.2 USB協(xié)議基礎(chǔ)
2.1.3 USB協(xié)議棧設(shè)備框架
2.1.4 USB設(shè)備類
2.1.5 USB主機技術(shù)
2.2 SOPC技術(shù)
2.2.1 SOPC設(shè)計技術(shù)產(chǎn)生的背景
2.2.2 SOPC設(shè)計技術(shù)國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀
2.2.3 硬核與軟核嵌入式系統(tǒng)處理器
2.2.4 基于SOPC技術(shù)的數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)
第3章 系統(tǒng)組成
3.1 系統(tǒng)整體構(gòu)成
3.2 總體設(shè)計方案
3.3 芯片選擇
3.3.1 Philips89C51RD2
3.3.2 USB接口控制芯片——ISP1581
3.3.3 USB主控制器芯片——SL811HS
第4章 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計
4.1 電路系統(tǒng)概述
4.2 多路選擇、A/D轉(zhuǎn)換和光電隔離電路
4.3 多路選擇與A/D轉(zhuǎn)換控制電路
4.4 數(shù)據(jù)緩存電路
4.5 USB數(shù)據(jù)傳輸電路
4.6 寫U盤電路
4.7 其他外圍電路
4.7.1 供電電路
4.7.2 復(fù)位電路
4.7.3 時鐘電路
第5章 系統(tǒng)軟件設(shè)計
5.1 單片機固件程序設(shè)計
5.1.1 單片機程序總體結(jié)構(gòu)
5.1.2 聯(lián)機工作固件程序
5.1.3 脫機工作固件程序
5.2 FPGA設(shè)計
5.2.1 FPGA功能模塊
5.2.2 FPGA原理圖設(shè)計
5.3 CPLD設(shè)計
5.3.1 CPLD功能模塊
5.3.2 CPLD原理圖設(shè)計
5.4 驅(qū)動程序設(shè)計與應(yīng)用程序設(shè)計簡要介紹
5.4.1 驅(qū)動程序軟件設(shè)計簡介
5.4.2 應(yīng)用軟件設(shè)計簡介
第6章 采用 SOPC技術(shù)構(gòu)建系統(tǒng)
6.1 系統(tǒng)實現(xiàn)方案
6.1.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
6.1.2 系統(tǒng)功能實現(xiàn)
6.2 系統(tǒng)設(shè)計
6.2.1 系統(tǒng)設(shè)計方法
6.2.2 關(guān)鍵技術(shù)
第7章 總結(jié)與展望
7.1 全文總結(jié)
7.2 展望
參考文獻
致謝
發(fā)表論文
【參考文獻】:
期刊論文
[1]基于指令統(tǒng)計的SOPC硬件資源優(yōu)化技術(shù)[J]. 李樹盛,楊碧波. 中北大學學報(自然科學版). 2005(06)
[2]基于8051軟核的SOPC系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[J]. 鄢永明,劉軼民,曾云,趙建業(yè). 電子技術(shù)應(yīng)用. 2005(10)
[3]USB便攜式通用數(shù)據(jù)采集卡研制[J]. 柯磊,高品賢. 中國測試技術(shù). 2005(04)
[4]基于USB接口的DSP數(shù)據(jù)采集卡[J]. 劉好朋,張翠芳. 中國儀器儀表. 2005(08)
[5]基于CPLD和USB的高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計[J]. 劉來福. 西安科技大學學報. 2005(02)
[6]基于USB接口技術(shù)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)[J]. 周凡. 攀枝花學院學報. 2005(02)
[7]在嵌入式系統(tǒng)中實現(xiàn)對U盤的操作[J]. 向前. 單片機與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用. 2005(02)
[8]多路高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[J]. 黃默,龍騰. 彈箭與制導(dǎo)學報. 2004(04)
[9]USB-HOST實時數(shù)據(jù)采集嵌入式模塊的實現(xiàn)[J]. 武萌,胡中豫,尹軍. 單片機與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用. 2004(11)
[10]便攜式心電圖儀的研究與設(shè)計[J]. 楊浩,蔡雄飛. 中國醫(yī)療器械雜志. 2004(04)
本文編號:3523181
【文章來源】:首都師范大學北京市
【文章頁數(shù)】:74 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
目錄
第1章 緒論
1.1 立題依據(jù)及發(fā)展現(xiàn)狀
1.1.1 立題依據(jù)
1.1.2 發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢
1.2 系統(tǒng)實現(xiàn)功能及意義
1.2.1 系統(tǒng)實現(xiàn)功能
1.2.2 系統(tǒng)實現(xiàn)意義
1.3 論文內(nèi)容及組織形式
第2章 關(guān)鍵技術(shù)
2.1 USB技術(shù)
2.1.1 USB概述
2.1.2 USB協(xié)議基礎(chǔ)
2.1.3 USB協(xié)議棧設(shè)備框架
2.1.4 USB設(shè)備類
2.1.5 USB主機技術(shù)
2.2 SOPC技術(shù)
2.2.1 SOPC設(shè)計技術(shù)產(chǎn)生的背景
2.2.2 SOPC設(shè)計技術(shù)國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀
2.2.3 硬核與軟核嵌入式系統(tǒng)處理器
2.2.4 基于SOPC技術(shù)的數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)
第3章 系統(tǒng)組成
3.1 系統(tǒng)整體構(gòu)成
3.2 總體設(shè)計方案
3.3 芯片選擇
3.3.1 Philips89C51RD2
3.3.2 USB接口控制芯片——ISP1581
3.3.3 USB主控制器芯片——SL811HS
第4章 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計
4.1 電路系統(tǒng)概述
4.2 多路選擇、A/D轉(zhuǎn)換和光電隔離電路
4.3 多路選擇與A/D轉(zhuǎn)換控制電路
4.4 數(shù)據(jù)緩存電路
4.5 USB數(shù)據(jù)傳輸電路
4.6 寫U盤電路
4.7 其他外圍電路
4.7.1 供電電路
4.7.2 復(fù)位電路
4.7.3 時鐘電路
第5章 系統(tǒng)軟件設(shè)計
5.1 單片機固件程序設(shè)計
5.1.1 單片機程序總體結(jié)構(gòu)
5.1.2 聯(lián)機工作固件程序
5.1.3 脫機工作固件程序
5.2 FPGA設(shè)計
5.2.1 FPGA功能模塊
5.2.2 FPGA原理圖設(shè)計
5.3 CPLD設(shè)計
5.3.1 CPLD功能模塊
5.3.2 CPLD原理圖設(shè)計
5.4 驅(qū)動程序設(shè)計與應(yīng)用程序設(shè)計簡要介紹
5.4.1 驅(qū)動程序軟件設(shè)計簡介
5.4.2 應(yīng)用軟件設(shè)計簡介
第6章 采用 SOPC技術(shù)構(gòu)建系統(tǒng)
6.1 系統(tǒng)實現(xiàn)方案
6.1.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
6.1.2 系統(tǒng)功能實現(xiàn)
6.2 系統(tǒng)設(shè)計
6.2.1 系統(tǒng)設(shè)計方法
6.2.2 關(guān)鍵技術(shù)
第7章 總結(jié)與展望
7.1 全文總結(jié)
7.2 展望
參考文獻
致謝
發(fā)表論文
【參考文獻】:
期刊論文
[1]基于指令統(tǒng)計的SOPC硬件資源優(yōu)化技術(shù)[J]. 李樹盛,楊碧波. 中北大學學報(自然科學版). 2005(06)
[2]基于8051軟核的SOPC系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[J]. 鄢永明,劉軼民,曾云,趙建業(yè). 電子技術(shù)應(yīng)用. 2005(10)
[3]USB便攜式通用數(shù)據(jù)采集卡研制[J]. 柯磊,高品賢. 中國測試技術(shù). 2005(04)
[4]基于USB接口的DSP數(shù)據(jù)采集卡[J]. 劉好朋,張翠芳. 中國儀器儀表. 2005(08)
[5]基于CPLD和USB的高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計[J]. 劉來福. 西安科技大學學報. 2005(02)
[6]基于USB接口技術(shù)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)[J]. 周凡. 攀枝花學院學報. 2005(02)
[7]在嵌入式系統(tǒng)中實現(xiàn)對U盤的操作[J]. 向前. 單片機與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用. 2005(02)
[8]多路高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[J]. 黃默,龍騰. 彈箭與制導(dǎo)學報. 2004(04)
[9]USB-HOST實時數(shù)據(jù)采集嵌入式模塊的實現(xiàn)[J]. 武萌,胡中豫,尹軍. 單片機與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用. 2004(11)
[10]便攜式心電圖儀的研究與設(shè)計[J]. 楊浩,蔡雄飛. 中國醫(yī)療器械雜志. 2004(04)
本文編號:3523181
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