發(fā)布時間：2017-07-17 23:33

  本文關(guān)鍵詞：VXI總線四通道數(shù)據(jù)采集及處理模塊研制

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【摘要】：VXI總線作為一種面市較早的總線技術(shù),正逐步被其它總線所取代,商用VXI模塊逐漸減少,但VXI總線具有極高的成熟度與穩(wěn)定性,目前VXI總線在軍工領(lǐng)域中仍有較為廣泛的應(yīng)用。一方面是軍工領(lǐng)域的大量需求,另一方面卻是各廠商VXI模塊生產(chǎn)的縮減,很多軍工項目不得不面臨VXI測試模塊斷供的尷尬。本文根據(jù)實際需求,設(shè)計一款VXI總線四通道數(shù)據(jù)采集及處理模塊,用于替代國外停產(chǎn)的VXI數(shù)據(jù)采集模塊。本文首先提出了主要的技術(shù)指標(biāo),并針對技術(shù)指標(biāo)做了詳細(xì)的需求分析,完成了總體的方案設(shè)計。首先,結(jié)合PSpice仿真工具設(shè)計模擬信號調(diào)理電路,對輸入的待采集信號進(jìn)行前端調(diào)理,將信號幅度調(diào)整到A/D芯片的最佳采樣范圍;其次,完成了數(shù)據(jù)采集及存儲結(jié)構(gòu)設(shè)計,針對采樣率可變的要求,提出了可配置采樣時鐘生成方法,利用FPGA內(nèi)部資源完成了DDR數(shù)據(jù)的接收與處理;借助DDR3硬核控制器,設(shè)計了模塊數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu);然后,編寫自定義IP核將VXI接口寄存器掛載到Avalon總線上,實現(xiàn)上位機軟件與板卡之間配置參數(shù)的傳輸,完成數(shù)據(jù)的傳輸設(shè)計;借助DSP的EMIF接口,完成了FPGA與DSP之間的數(shù)據(jù)通信,并在DSP上實現(xiàn)了FFT運算;然后,設(shè)計了符合VPP規(guī)范的儀器驅(qū)動程序和軟面板。最后,對本文研制的數(shù)據(jù)采集及處理模塊與應(yīng)用程序的各項功能進(jìn)行了測試、并給出了誤差分析。調(diào)試與測試結(jié)果表明,本課題研制的數(shù)據(jù)采集及處理模塊各單元功能正常、軟硬件能夠協(xié)調(diào)工作,達(dá)到任務(wù)要求。
【關(guān)鍵詞】：VXI總線 數(shù)據(jù)采集 FPGA 虛擬儀器
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TP336
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 緒論8-15
• 1.1 課題背景及研究的目的和意義8-9
• 1.2 VXI總線與虛擬儀器技術(shù)現(xiàn)狀分析9-11
• 1.2.1 VXI總線技術(shù)9-10
• 1.2.2 虛擬儀器10-11
• 1.2.3 VXI總線自動測試系統(tǒng)11
• 1.3 國內(nèi)外數(shù)據(jù)采集模塊研究現(xiàn)狀分析11-13
• 1.3.1 數(shù)據(jù)采集模塊國外研究現(xiàn)狀11-12
• 1.3.2 數(shù)據(jù)采集模塊國內(nèi)研究現(xiàn)狀12-13
• 1.4 本文的研究內(nèi)容與結(jié)構(gòu)13-15
• 第2章 需求分析與總體方案設(shè)計15-22
• 2.1 需求分析15-18
• 2.1.1 主要技術(shù)指標(biāo)15
• 2.1.2 需求分析15-18
• 2.2 數(shù)據(jù)采集模塊總體方案設(shè)計18-21
• 2.2.1 模擬通道設(shè)計方案18-19
• 2.2.2 采樣主板設(shè)計方案19
• 2.2.3 FPGA設(shè)計方案19-20
• 2.2.4 軟件設(shè)計方案20-21
• 2.2.5 模塊裝配21
• 2.3 本章小結(jié)21-22
• 第3章 硬件設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)22-41
• 3.1 模擬通道設(shè)計22-27
• 3.1.1 耦合電路23
• 3.1.2 衰減及阻抗匹配電路23-25
• 3.1.3 阻抗變換電路25-26
• 3.1.4 調(diào)幅電路26-27
• 3.2 數(shù)據(jù)采集及存儲設(shè)計27-35
• 3.2.1 采樣時鐘的生成27-29
• 3.2.2 DDR數(shù)據(jù)的接收與處理29-31
• 3.2.3 數(shù)據(jù)存儲設(shè)計31-33
• 3.2.4 觸發(fā)設(shè)計33-35
• 3.3 數(shù)據(jù)傳輸設(shè)計35-38
• 3.3.1 VXI接口寄存器35-36
• 3.3.2 VXI接口寄存器到Avalon總線的映射36-37
• 3.3.3 FPGA與DSP的數(shù)據(jù)通信37-38
• 3.4 模數(shù)混合的PCB設(shè)計38-40
• 3.5 本章小結(jié)40-41
• 第4章 軟件設(shè)計41-60
• 4.1 模塊控制程序41-47
• 4.1.1 模塊控制程序功能概述41-42
• 4.1.2 NIOS II程序設(shè)計42-44
• 4.1.3 VISA驅(qū)動層設(shè)計44-45
• 4.1.4 上位機用戶層軟件設(shè)計45-47
• 4.2 算法程序設(shè)計47-59
• 4.2.1 DSP初始化47-48
• 4.2.2 DSP傳輸程序48
• 4.2.3 算法程序設(shè)計48-59
• 4.3 本章小結(jié)59-60
• 第5章 功能驗證與測試分析60-74
• 5.1 測試環(huán)境60-62
• 5.2 功能測試62-73
• 5.2.1 模擬通道測試62-66
• 5.2.2 采集主板功能驗證66-68
• 5.2.3 數(shù)據(jù)采集模塊整體測試68-73
• 5.3 本章小結(jié)73-74
• 結(jié)論74-76
• 參考文獻(xiàn)76-80
• 附錄80-82
• 致謝82

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 王曉暉;紀(jì)浩;龔俊宇;;應(yīng)用VXI總線技術(shù)的導(dǎo)彈測控系統(tǒng)設(shè)計[J];工業(yè)控制計算機;2015年04期

2 王承,何志偉,許東芹;虛擬儀器——現(xiàn)代儀器發(fā)展的新階段[J];測控技術(shù);2001年10期

3 王文璽;;基于虛擬儀器的數(shù)據(jù)處理軟件平臺設(shè)計[J];電子測試;2011年02期

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 景振華;基于ARM9的B類LXI信號發(fā)生器的研究與實現(xiàn)[D];西安電子科技大學(xué);2013年

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本文編號：555133