隨著我國工業(yè)水平的不斷發(fā)展,保證工業(yè)設備的穩(wěn)定工作正變得越來越重要。設備的穩(wěn)定工作離不開實時狀態(tài)監(jiān)測,而在工業(yè)上,設備的實時監(jiān)測常常需要定制測量模塊。本文結合實際生產需要,采用通用化的設計思路,設計開發(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16通道并行隔離測量的設計難題,實現(xiàn)了16路電氣信號的精確測量,能夠完成單個設備多種參數(shù)的同時監(jiān)測或多個設備的同時監(jiān)測,具有很大的實用價值。本文首先對模塊的總體技術指標做了介紹,對實際生產提出的技術指標做了相應的需求分析,在此基礎上完成了板卡的總體設計方案,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計,硬件電路設計主要包括模擬通道的方案選擇、電源模塊設計以及數(shù)字電路模塊的設計。在進行總體設計的同時,結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計,并實現(xiàn)了較為完備的芯片選型。固件設計部分主要完成FPGA內部邏輯模塊的設計,包括自定義模塊的設計與Sopcbuilder的設計等。軟件設計主要包括軟核程序設計、校準程序設計以及驅動函數(shù)設計。在FPGA內部設計軟核,并在Avalon總線上掛載IP核,... 

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

【文章頁數(shù)】：65 頁

【學位級別】：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)采集技術發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.3 國產操作系統(tǒng)研究現(xiàn)狀
    1.3 論文主要研究內容
    1.4 本文結構
第2章 總體設計方案
    2.1 技術指標要求
        2.1.1 輸入信號技術指標
        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 總體方案設計
        2.3.1 硬件總體方案設計
        2.3.2 軟件總體方案設計
        2.3.3 固件總體方案設計
    2.4 本章小結
第3章 硬件電路設計
    3.1 模擬測量通道電路設計
        3.1.1 信號調理電路
        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 電源電路設計
    3.4 本章小結
第4章 FPGA固件設計
    4.1 Avalon總線簡介
    4.2 FPGA邏輯設計
        4.2.1 FPGA頂層模塊設計
        4.2.2 功能模塊設計
        4.2.3 Sopcbuilder設計
        4.2.4 CPCIIP核設計
    4.3 本章小結
第5章 軟件設計
    5.1 NIOS II軟核程序設計
        5.1.1 初始化程序設計
        5.1.2 有效值測量程序設計
        5.1.3 頻率測量程序設計
    5.2 校準程序設計
        5.2.1 SCPI指令簡介
        5.2.2 校準程序設計
    5.3 驅動程序設計
        5.3.1 基于中標麒麟操作系統(tǒng)的CPCI驅動
        5.3.2 驅動程序函數(shù)設計
    5.4 本章小結
第6章 設備功能測試及驗證
    6.1 板卡測試條件
    6.2 校準前板卡功能測試
        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
結論
參考文獻
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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[5]基于中標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 2014
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本文編號：3039866