本文關鍵詞：一種基于USB接口的虛擬總線分析儀設計，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間數據交互的重要渠道。IC間總線呈現接線少、速度快等發(fā)展趨勢,尤以I2C、SPI、1-Wire等應用最為廣泛,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、數據信號交織在一起,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試,依靠人工對比和經驗分析,既無法判定總線信號的信號源,也無法獲得具體的數據信息,不僅費時費力、而且極易出錯,導致數字系統(tǒng)的檢測周期越來越長、故障診斷過程越來越復雜,已遠遠不能滿足總線技術的發(fā)展趨勢,亦不能滿足用戶對總線的測試需求,因此,研制一種能夠對總線信號時序分離、數據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計和驅動編程,所做的工作包括： (1)研究了總線分析儀的原理和基本結構、目前主流的儀器系統(tǒng)設計方案,并進行了較詳細的分析比較。 (2)設計了一種信號采集電路,能實現總線信號時序分離,區(qū)分出總線上數據的信號源,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、數據傳輸等底層驅動程序開發(fā)。 (5)針對如何提高嵌入式系統(tǒng)的可靠性的問題,采用AVR單片機設計了一種看門狗監(jiān)控系統(tǒng),并設計了一種三重智能故障恢復機制,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)的體系結構作,完成了CY7C68013A USB芯片的固件開發(fā)和驅動工作。 (7)研究了上位機的工作原理,提出了上位機的開發(fā)過程。
【關鍵詞】：總線分析儀 故障診斷 信號采集 USB 看門狗
【學位授予單位】：福建師范大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：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 國內外現狀9-13
• 2.1 常用總線技術的現狀9-10
• 2.2 電子測量儀器的現狀10-12
• 2.3 總線分析儀的技術現狀12-13
• 第1章 系統(tǒng)方案設計13-21
• 1.1 系統(tǒng)的基本結構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 技術指標19
• 1.7 本章小結19-21
• 第2章 硬件電路設計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設計29-30
• 2.10 本章小結30-31
• 第3章 系統(tǒng)軟件設計31-53
• 3.1 軟件設計框架31-32
• 3.2 通信協(xié)議規(guī)約32-34
• 3.3 數據處理過程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軟核構建36
• 3.4.1.3 時鐘模塊設計36-37
• 3.4.2 NiosⅡ驅動軟件開發(fā)37-45
• 3.4.2.1 系統(tǒng)流程37-38
• 3.4.2.2 信號數據捕獲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)設計45-48
• 3.4.3.1 三重故障修復機制45-46
• 3.4.3.2 監(jiān)控設計流程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 固件程序的實現流程50-51
• 3.5 上位機開發(fā)51-52
• 3.5.1 USB驅動51
• 3.5.2 應用程序開發(fā)51-52
• 3.6 本章小結52-53
• 第4章 下位機調試53-59
• 4.1 冷板調試53
• 4.2 上電調試53-55
• 4.3 軟件仿真55-56
• 4.4 調試經驗56-57
• 4.5 本章小結57-59
• 第5章 總結與展望59-61
• 5.1 總結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)調試65-67
• 參考文獻67-71
• 攻讀學位期間承擔的科研任務與主要成果71-73
• 致謝73-75
• 個人簡歷75-76

【參考文獻】

中國期刊全文數據庫 前4條

1 路亞峰;陳義軍;溫新岐;孫國忠;蔣先念;;虛擬儀器技術研究現狀與展望[J];國外電子測量技術;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];吉林大學學報(信息科學版);2012年05期

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

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

，

本文編號：437794