信號采集系統(tǒng)原理圖_信號采集顯示_瞬態(tài)信號采集系統(tǒng)的設計與實現(xiàn).pdf
本文關鍵詞:信號采集系統(tǒng)的設計與實現(xiàn),,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
網(wǎng)友799474576近日為您收集整理了關于瞬態(tài)信號采集系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)的文檔,希望對您的工作和學習有所幫助。以下是文檔介紹:瞬態(tài)信號采集系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)陳偉(中航第一飛機設計研究院西安710089)摘要:詳細闡述了基于通用串行總線(usB)接口的瞬態(tài)信號采集系統(tǒng)的設計方法,并介紹了系統(tǒng)的工作原理、硬件設計、firmWare(固件)設計.基于曹indows驅動程序模型(WD吣的設備驅動程序設計以及應用軟件的設計.關鍵詞:usB總線;數(shù)據(jù)采集;windows驅動程序模型;設備驅動程序Designandllr驢lementationofTransientSignaI^cquisitionSyst鯽CHENWeimlcF婦Aim竹ln咖tcof^v101,xi,卸710089,凸l蚰)Abstract:Adesi印memodOf衄1sientsi印alacquisitionsyst鋤isi11us仃ated.1hcprincipleofsyst吼’hardwaredesigⅡ,五冊warcdesign,desi印ofdevice“veprogrambasedonWDM趾dsoftwaredesi班arein臼Ⅺduced.Key們rds:USBbus;d獺acq西sition;WDM;d嘶ce“Vepro冒鋤瞬態(tài)信號的采集處理要求主機能夠對實時數(shù)據(jù)做出快速響應并及時進行分析和處理.而采集系統(tǒng)所需的便攜性、靈活性也對系統(tǒng)的設計提出了要求。因此本項目利用PDⅡJsBl2芯片和89C55單片機設計了基于uSB總線的瞬態(tài)信號數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。1系統(tǒng)的硬件設計與實現(xiàn)通用串行總線UsB(1lniversal鯽dalb∞)是一種新型的串行通信標準.該總線接口具有速度快、易使用、價位低、穩(wěn)定性強等優(yōu)點,它在以PC機為控制核心的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設計中得到了越來越廣泛的應用.USB可以總線供電。對一般設備可以提供100mA電流,對大功率設備可提供不超過500mA電流,而數(shù)據(jù)采集設備通常耗電量不大,可以設計成總線供電。采用uSB接口的數(shù)據(jù)采集卡與傳統(tǒng)的PcI卡及IsA卡相比具有即插即用、連接筒單、熱插拔、高帶寬、可總線供電.另外,uSB的規(guī)范能針對不同的性能價格比要求提供不同的選擇,以滿足不同的系統(tǒng)和部3射件及相應不同的功能,從而給使用帶來極大方便。1.1USB芯片的工作模式usB控制器一般有兩種類型;一種是MCu集成在芯片里面的,如CYPRESS的EZ.USB;另一種就是純粹的USB接口芯片,僅處理UsB通信,如P皿口S的PDIUsBPDIUsBDl2.Natio叫SemicoⅡductor的uSBN9604等。選擇集成MCu的uSB控制芯片開發(fā)USB產(chǎn)品的優(yōu)點是cPu與控制器在同一片芯片里,cPu只需要訪問一系列寄存器和存儲器,便可實現(xiàn)usB口的數(shù)據(jù)傳輸,最大限度地發(fā)揮uSB高速的特點。而且簡化了程序的設計,極大地降低了usB外設的開發(fā)難度。缺點是這些芯片與過去的開發(fā)系統(tǒng)通常是不兼容的,需要購買新的開發(fā)系統(tǒng),且設計靈活性不夠高,開發(fā)成本較大。純粹的uSB接口芯片的優(yōu)點是系統(tǒng)組成靈活,可根據(jù)不同的系統(tǒng)需求,搭配不同的Mcu,具有較高的性能價格比。但因為usB控制器是通過串行口或并行口與MCU連接的,在傳輸速度方面不如集成了Mcu的控制芯片。不同的實現(xiàn)方式在設計開銷、元器件開銷和引腳數(shù)方面各有優(yōu)劣,選擇不同的方案意味著在以上各項指標中進行取舍。本系統(tǒng)根據(jù)開發(fā)的實際情況,選擇第二種工作方式。1.2硬件總體結構瞬態(tài)信號數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)硬件組成包括多路開關、~D轉換器、單片機、USB接口芯片等,其硬件結構如圖1所示。其中多路選擇開關對多路信號進行選擇,使其分時輸入;A仍轉換實現(xiàn)模擬信號的數(shù)字化;單片機采用89c55,主要完成信號采集、數(shù)據(jù)通信;USB接口芯片(PDIUSBDl2)實現(xiàn)USB接口;主機完成數(shù)據(jù)接收、存入數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)處理、計算、顯示等功能。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的工作原理是:多路模擬輸入信號經(jīng)多路模擬開關控制,將其中的一路接入并行山口轉換器,89c55系統(tǒng)通過8位的并行接口傳送刖D轉換器采集的數(shù)據(jù),存儲在usB接口芯片的F正O存儲器中;一旦FⅢo存滿,串行接口引擎(sIE)立刻對數(shù)據(jù)進行處理,然后89C55系統(tǒng)將數(shù)據(jù)從F正O存儲器中讀出,由收發(fā)器通過數(shù)據(jù)線(D+、D.)送至主機。圖l系統(tǒng)硬件結構框圖1.3USB芯片PDIUS叻12usB接口芯片采用Phihps公司的一種專用芯片PDIUsBDl2(以下簡稱D12),它是一款性價比很高的UsB器件。它通常用于基于微控制器的系統(tǒng),并通過高速通392用并行接口與微控制器進行通信,而且支持本地DMA傳輸。D12所具有的低掛起功耗連同LazyClock輸出可以滿足使用ACPI、oI烈0w和uSB電源管理的要求,低的操作功耗可以應用于使用總線供電的外設,此外它還集成了許多特性,包括so丘Co∞ect、oD0dIjDk、可編程時鐘輸出、低頻晶振和終端電阻,支持雙電壓工作、完全自動DMA操作、多中斷模式等,所有這些特性都能在系統(tǒng)實現(xiàn)時節(jié)省成本,同時在外圍設備上很容易實現(xiàn)更高級的UsB功能。D12的sm用來實現(xiàn)usB協(xié)議層的功能。這些功能包括:位填充/解除填充、CRC生成/校驗、ACI洲AK、令牌包類型識別、地址識別等。系統(tǒng)中D12負責將單片機89c55所送出的信號轉換成符合UsB規(guī)范的信號。1.4Mcu控制電路設計系統(tǒng)單片機采用的是89C55。D12與89C55的接口有2種方式:多路地址/數(shù)據(jù)總線方式、單地址/數(shù)據(jù)總線方式。設計中采用的是前一種方式:使用了89C55的n盯0、A【E、wR、RD和Po口,當D12接收到主機的有效信息時,會產(chǎn)生一個中斷通知89c55進行處理。在此種方式下,D12在AI正下降沿的時候,對單片機的輸出地址進行鎖存。若輸出地址為奇數(shù),則表示對D12發(fā)送指令:若輸出地址為偶數(shù),則表示對D12進行數(shù)據(jù)傳輸。MCU控制電路見圖2。*Dm/I·;+.1‘DAm/1:,i,D^L^●/.}ii|}Im13W-’彗g激爿i,;i{{,,}rI』;},j.{—菇妾擎揮尊七£崩{——rf寸1—卜前r兇苗rr一{。IⅡ盯N}j{】1.:;.,l2囂{;器刀};÷{}}fo:5:}|Ij}}‘·,zcpLH/lI一。lI!一3L』—L-三基#塏蘭肄二蘭‘”cPL斑/1廿‘‘f’1●CFLw/{}l}}|{jj{lI}.I}l{;l}lI{ll{l}ll~=:j_-1}II口ⅡIm;1.一!:’∞{mil{I|j{ji}l}I?o神I}}}ll}I7{{RDN}}jI'}l一1_!m£】S}}l1{l‘。}1wEH,'l¨I:二一={∞1ll‘i{}lo}{lj{Ii{l一?}‘Io。l{l}}}’i{{|H皓b些;抖。剮H{{|{}t{}{{}lI}I}I}IJ}jj}Ij{jf{I{l!jl{lf}{{{’l{.;。II}{}1{{l}‘{圖2McU控制電路1.5USB接口電路設計89C55將A幻采集的數(shù)據(jù)經(jīng)D12的并行接口送入FⅡD存儲器.當USB的傳輸速率達到12Mb,s時,^刪(存儲器管理單元)和集成RAM作為usB之間速度差393異的緩沖區(qū),這就允許單片機以它自己的速率對u
12>
播放器加載中,請稍候...
系統(tǒng)無法檢測到您的Adobe Flash Player版本
建議您在線安裝最新版本的Flash Player 在線安裝
本文關鍵詞:信號采集系統(tǒng)的設計與實現(xiàn),由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
本文編號:91757
本文鏈接:http://sikaile.net/kejilunwen/jisuanjikexuelunwen/91757.html