本文關(guān)鍵詞：一種基于USB接口的虛擬總線分析儀設(shè)計，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：總線是一組公用的信號線集合,是IC間數(shù)據(jù)交互的重要渠道。IC間總線呈現(xiàn)接線少、速度快等發(fā)展趨勢,尤以I2C、SPI、1-Wire等應(yīng)用最為廣泛,且逐步從一主多從向多主多從發(fā)展�？偩�上各種控制信號、地址信號、數(shù)據(jù)信號交織在一起,傳統(tǒng)采用示波器、邏輯分析儀等儀器對IC總線通信進行分析調(diào)試,依靠人工對比和經(jīng)驗分析,既無法判定總線信號的信號源,也無法獲得具體的數(shù)據(jù)信息,不僅費時費力、而且極易出錯,導(dǎo)致數(shù)字系統(tǒng)的檢測周期越來越長、故障診斷過程越來越復(fù)雜,已遠遠不能滿足總線技術(shù)的發(fā)展趨勢,亦不能滿足用戶對總線的測試需求,因此,研制一種能夠?qū)偩�信號時序分離、數(shù)據(jù)信息分析解碼的總線分析儀具有重大意義。 本文主要完成了下位機硬件電路設(shè)計和驅(qū)動編程,所做的工作包括： (1)研究了總線分析儀的原理和基本結(jié)構(gòu)、目前主流的儀器系統(tǒng)設(shè)計方案,并進行了較詳細(xì)的分析比較。 (2)設(shè)計了一種信號采集電路,能實現(xiàn)總線信號時序分離,區(qū)分出總線上數(shù)據(jù)的信號源,又不破壞總線原有的通信過程。 (3)完成了FPGA電路、USB電路、SDRAM電路、電源電路、看門狗監(jiān)控電路等的電路模塊的設(shè)計,本系統(tǒng)4層高速PCB板的布局、布線和研制。 (4)完成了基于Nios II的嵌入式系統(tǒng)的USB FIFO軟核控制、基本觸發(fā)控制、數(shù)據(jù)傳輸?shù)鹊讓域?qū)動程序開發(fā)。 (5)針對如何提高嵌入式系統(tǒng)的可靠性的問題,采用AVR單片機設(shè)計了一種看門狗監(jiān)控系統(tǒng),并設(shè)計了一種三重智能故障恢復(fù)機制,提高了系統(tǒng)的可靠性。 (6)研究了USB接口芯片的虛擬儀器工作原理和USB系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)作,完成了CY7C68013A USB芯片的固件開發(fā)和驅(qū)動工作。 (7)研究了上位機的工作原理,提出了上位機的開發(fā)過程。
【關(guān)鍵詞】：總線分析儀 故障診斷 信號采集 USB 看門狗
【學(xué)位授予單位】：福建師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TP336
【目錄】：

• 摘要2-3
• Abstract3-5
• 中文文摘5-6
• 目錄6-9
• 緒論9-13
• 1 研究的背景與意義9
• 2 國內(nèi)外現(xiàn)狀9-13
• 2.1 常用總線技術(shù)的現(xiàn)狀9-10
• 2.2 電子測量儀器的現(xiàn)狀10-12
• 2.3 總線分析儀的技術(shù)現(xiàn)狀12-13
• 第1章 系統(tǒng)方案設(shè)計13-21
• 1.1 系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)13
• 1.2 系統(tǒng)方案比較13-14
• 1.3 信號采集方案14-16
• 1.4 可靠性方案16-17
• 1.5 計算機接口方案17-19
• 1.6 技術(shù)指標(biāo)19
• 1.7 本章小結(jié)19-21
• 第2章 硬件電路設(shè)計21-31
• 2.1 硬件電路框架21
• 2.2 FPGA電路21-22
• 2.3 信號采集電路22-23
• 2.4 USB電路23-25
• 2.5 電源電路25-26
• 2.6 看門狗監(jiān)控電路26-28
• 2.7 SDRAM電路28-29
• 2.8 配置電路29
• 2.9 PCB設(shè)計29-30
• 2.10 本章小結(jié)30-31
• 第3章 系統(tǒng)軟件設(shè)計31-53
• 3.1 軟件設(shè)計框架31-32
• 3.2 通信協(xié)議規(guī)約32-34
• 3.3 數(shù)據(jù)處理過程34-35
• 3.4 下位機開發(fā)35-51
• 3.4.1 NiosⅡ SOPC系統(tǒng)構(gòu)建35-37
• 3.4.1.1 NiosⅡ軟核處理器簡介35-36
• 3.4.1.2 NiosⅡ軟核構(gòu)建36
• 3.4.1.3 時鐘模塊設(shè)計36-37
• 3.4.2 NiosⅡ驅(qū)動軟件開發(fā)37-45
• 3.4.2.1 系統(tǒng)流程37-38
• 3.4.2.2 信號數(shù)據(jù)捕獲38-39
• 3.4.2.3 USB FIFO控制39-43
• 3.4.2.4 觸發(fā)控制43-45
• 3.4.3 看門狗監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計45-48
• 3.4.3.1 三重故障修復(fù)機制45-46
• 3.4.3.2 監(jiān)控設(shè)計流程46-47
• 3.4.3.3 自可靠性保障措施47-48
• 3.4.4 USB固件程序開發(fā)48-51
• 3.4.4.1 固件開發(fā)流程48-50
• 3.4.4.2 描述符表50
• 3.4.4.3 固件程序的實現(xiàn)流程50-51
• 3.5 上位機開發(fā)51-52
• 3.5.1 USB驅(qū)動51
• 3.5.2 應(yīng)用程序開發(fā)51-52
• 3.6 本章小結(jié)52-53
• 第4章 下位機調(diào)試53-59
• 4.1 冷板調(diào)試53
• 4.2 上電調(diào)試53-55
• 4.3 軟件仿真55-56
• 4.4 調(diào)試經(jīng)驗56-57
• 4.5 本章小結(jié)57-59
• 第5章 總結(jié)與展望59-61
• 5.1 總結(jié)59
• 5.2 展望59-61
• 附錄1 FPGA電路原理圖61-63
• 附錄2 電路實物63-65
• 附錄3 系統(tǒng)調(diào)試65-67
• 參考文獻67-71
• 攻讀學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)與主要成果71-73
• 致謝73-75
• 個人簡歷75-76

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 路亞峰;陳義軍;溫新岐;孫國忠;蔣先念;;虛擬儀器技術(shù)研究現(xiàn)狀與展望[J];國外電子測量技術(shù);2010年11期

2 王錦堅;洪添勝;;基于SAE J1939協(xié)議的客車CAN總線發(fā)動機測試系統(tǒng)[J];工業(yè)控制計算機;2009年04期

3 代壽剛;干莽;宋占偉;;基于FPGA的CAN總線故障分析儀[J];吉林大學(xué)學(xué)報(信息科學(xué)版);2012年05期

4 ;四部委聯(lián)合發(fā)布《加快推進傳感器及智能化儀器儀表產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動計劃》[J];電子元件與材料;2013年03期

  本文關(guān)鍵詞：一種基于USB接口的虛擬總線分析儀設(shè)計，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

，

本文編號：437794