隨著我國工業(yè)水平的不斷發(fā)展,保證工業(yè)設(shè)備的穩(wěn)定工作正變得越來越重要。設(shè)備的穩(wěn)定工作離不開實時狀態(tài)監(jiān)測,而在工業(yè)上,設(shè)備的實時監(jiān)測常常需要定制測量模塊。本文結(jié)合實際生產(chǎn)需要,采用通用化的設(shè)計思路,設(shè)計開發(fā)了一套基于CPCI的數(shù)據(jù)采集板卡,解決了3U板卡空間內(nèi)16通道并行隔離測量的設(shè)計難題,實現(xiàn)了16路電氣信號的精確測量,能夠完成單個設(shè)備多種參數(shù)的同時監(jiān)測或多個設(shè)備的同時監(jiān)測,具有很大的實用價值。本文首先對模塊的總體技術(shù)指標(biāo)做了介紹,對實際生產(chǎn)提出的技術(shù)指標(biāo)做了相應(yīng)的需求分析,在此基礎(chǔ)上完成了板卡的總體設(shè)計方案,包括硬件總體方案、軟件總體方案與固件總體方案等。本文接著介紹了硬件電路設(shè)計,硬件電路設(shè)計主要包括模擬通道的方案選擇、電源模塊設(shè)計以及數(shù)字電路模塊的設(shè)計。在進行總體設(shè)計的同時,結(jié)合了項目對板卡功能的具體需求,對每個模塊進行了詳細分析和設(shè)計,并實現(xiàn)了較為完備的芯片選型。固件設(shè)計部分主要完成FPGA內(nèi)部邏輯模塊的設(shè)計,包括自定義模塊的設(shè)計與Sopcbuilder的設(shè)計等。軟件設(shè)計主要包括軟核程序設(shè)計、校準(zhǔn)程序設(shè)計以及驅(qū)動函數(shù)設(shè)計。在FPGA內(nèi)部設(shè)計軟核,并在Avalon總線上掛載IP核,... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：65 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究的目的及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析
        1.2.1 數(shù)據(jù)采集板卡發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.2 數(shù)據(jù)采集技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.3 國產(chǎn)操作系統(tǒng)研究現(xiàn)狀
    1.3 論文主要研究內(nèi)容
    1.4 本文結(jié)構(gòu)
第2章 總體設(shè)計方案
    2.1 技術(shù)指標(biāo)要求
        2.1.1 輸入信號技術(shù)指標(biāo)
        2.1.2 信號測量精度要求
        2.1.3 板卡硬件要求
    2.2 需求分析
    2.3 總體方案設(shè)計
        2.3.1 硬件總體方案設(shè)計
        2.3.2 軟件總體方案設(shè)計
        2.3.3 固件總體方案設(shè)計
    2.4 本章小結(jié)
第3章 硬件電路設(shè)計
    3.1 模擬測量通道電路設(shè)計
        3.1.1 信號調(diào)理電路
        3.1.2 信號采集電路
        3.1.3 信號隔離電路
    3.2 數(shù)字電路設(shè)計
        3.2.1 數(shù)字處理電路
        3.2.2 延時電路模塊
    3.3 電源電路設(shè)計
    3.4 本章小結(jié)
第4章 FPGA固件設(shè)計
    4.1 Avalon總線簡介
    4.2 FPGA邏輯設(shè)計
        4.2.1 FPGA頂層模塊設(shè)計
        4.2.2 功能模塊設(shè)計
        4.2.3 Sopcbuilder設(shè)計
        4.2.4 CPCIIP核設(shè)計
    4.3 本章小結(jié)
第5章 軟件設(shè)計
    5.1 NIOS II軟核程序設(shè)計
        5.1.1 初始化程序設(shè)計
        5.1.2 有效值測量程序設(shè)計
        5.1.3 頻率測量程序設(shè)計
    5.2 校準(zhǔn)程序設(shè)計
        5.2.1 SCPI指令簡介
        5.2.2 校準(zhǔn)程序設(shè)計
    5.3 驅(qū)動程序設(shè)計
        5.3.1 基于中標(biāo)麒麟操作系統(tǒng)的CPCI驅(qū)動
        5.3.2 驅(qū)動程序函數(shù)設(shè)計
    5.4 本章小結(jié)
第6章 設(shè)備功能測試及驗證
    6.1 板卡測試條件
    6.2 校準(zhǔn)前板卡功能測試
        6.2.1 直流值測試
        6.2.2 有效值測試
        6.2.3 頻率值測試
    6.3 校準(zhǔn)后板卡功能測試
        6.3.1 直流值測試
        6.3.2 有效值測試
        6.3.3 頻率值測試
    6.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]機電一體化技術(shù)在現(xiàn)代工程機械中的發(fā)展運用研究[J]. 王利敏,馮鑫磊.  中國戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè). 2018(16)
[2]工業(yè)儀表自動化控制技術(shù)發(fā)展的新趨勢探討[J]. 齊彥林.  化工管理. 2018(08)
[3]故障預(yù)防和檢修技術(shù)在電氣自動化控制設(shè)備的應(yīng)用[J]. 聶波.  電腦知識與技術(shù). 2018(05)
[4]自動控制技術(shù)在現(xiàn)代管理中的應(yīng)用[J]. 羅釗毅.  中國高新區(qū). 2018(04)
[5]基于麒麟操作系統(tǒng)的運載火箭地面測試系統(tǒng)設(shè)計[J]. 李朝鳳,姚靜波,辛朝軍.  計算機測量與控制. 2018(01)
[6]適用于變頻控制類芯片的新型光電耦合隔離電路[J]. 呂正,顏湘武,曲偉,鄧天成.  華北電力大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2017(02)
[7]最有中國味的開源操作系統(tǒng)優(yōu)麒麟16.04版本發(fā)布[J].   辦公自動化. 2016(10)
[8]自動化儀表控制系統(tǒng)技術(shù)研究[J]. 王惠影.  石化技術(shù). 2015(12)
[9]基于中標(biāo)麒麟操作系統(tǒng)的串口調(diào)試方法研究[J]. 郭付才,劉志華.  微型機與應(yīng)用. 2012(10)
[10]嵌入式Linux驅(qū)動程序框架研究綜述[J]. 戴明華,李長云,曾志浩,崔海燕.  長沙大學(xué)學(xué)報. 2012(02)

博士論文
[1]基于虛擬儀器和IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的變電站設(shè)備在線監(jiān)測系統(tǒng)的研究[D]. 劉建鋒.華中科技大學(xué) 2008

碩士論文
[1]中標(biāo)麒麟平臺下標(biāo)識分離映射技術(shù)的研究與實現(xiàn)[D]. 姚懿烜.北京交通大學(xué) 2016
[2]典型形位誤差對力矩電機轉(zhuǎn)矩測量影響及補償方法的研究[D]. 馬春雨.天津大學(xué) 2016
[3]電機力矩測試系統(tǒng)的開發(fā)與實驗研究[D]. 張?zhí)禚?北京化工大學(xué) 2015
[4]車載總線自動化測試系統(tǒng)研究[D]. 郭志剛.河北工業(yè)大學(xué) 2015
[5]基于中標(biāo)麒麟的火箭飛行三維實時仿真系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)[D]. 崔健.重慶大學(xué) 2014
[6]基于國產(chǎn)龍芯3A平臺智能家居系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[D]. 趙飛.電子科技大學(xué) 2014
[7]基于FPGA及CPCI總線的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計[D]. 金海平.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2013
[8]某型測試設(shè)備CPCI通訊模塊研制[D]. 蘇永新.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2012
[9]CPCI總線四通道隔離計數(shù)器研制[D]. 米翔.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2012
[10]基于嵌入式Linux驅(qū)動程序的研究與設(shè)計[D]. 曹穎鵬.西安電子科技大學(xué) 2010



本文編號：3039866