發(fā)布時間：2021-05-15 10:51

　　核技術(shù)已經(jīng)廣泛應用于人們的生活當中，核素的利用也融入到人們的日常生活中。核素的利用在給人們帶來了很多便利的同時，也給人們的身體健康帶來了很多的危害。人們的生存環(huán)境中有了越來越多核素輻射，如何快速檢測出環(huán)境的中的核素輻射強度與位置，保證人們的生活環(huán)境的安全，成為現(xiàn)在輻射檢測的熱點。伽瑪成像儀器即是一款核素檢測儀器，該類儀器種類繁多，主要有醫(yī)用伽瑪成像儀器和環(huán)境探測伽瑪成像儀器等。本文主要論述的是基于FPGA的小型環(huán)境探測伽瑪成像數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。由于本次探測的要求是256個通道，根據(jù)核信號的隨機性，各個通道的數(shù)據(jù)可能同時到來，所以在選取采集信號的芯片時，選擇了FPGA，這是因為FPGA技術(shù)已經(jīng)廣泛應用于高速的信號采集系統(tǒng)之中，并且它有并行運行的優(yōu)點，能夠?qū)?56個通道的信號進行同時采集。通常情況下，我們對核脈沖的采集都是將探測器輸出的核脈沖信號經(jīng)過前置放大電路和主放大電路放大后，用高速ADC去采集，然而本設計為了簡化電路、降低成本，在能夠?qū)崿F(xiàn)探測要求的前提下，提出一個參考電壓的設計思想，即不再用ADC直接去采集核脈沖，而是用一個比較電壓與前置放大電路輸出的核脈沖信號進行比較，將比較后的脈沖直... 

【文章來源】：成都理工大學四川省

【文章頁數(shù)】：67 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 引言
    1.1 研究意義及選題依據(jù)
    1.2 國內(nèi)外發(fā)展歷史及研究現(xiàn)狀
    1.3 文章主要內(nèi)容及章節(jié)安排
第2章 γ射線測量的理論基礎(chǔ)
    2.1 γ射線的產(chǎn)生
    2.2 γ射線與物質(zhì)的相互作用
    2.3 γ能譜測量的原理
第3章 主要器件的選擇及選擇依據(jù)
    3.1 前端探測器的選擇
    3.2 FPGA 的選擇
        3.2.0 FPGA 的結(jié)構(gòu)特點及優(yōu)點
        3.2.1 FPGA 的發(fā)展前景
        3.2.2 FPGA 的芯片選擇
    3.3 單片機的選擇
        3.3.1 STM32 系列微控制器介紹
        3.3.2 STM32 系列微控制器系統(tǒng)功能
第4章 總體方案設計
    4.1 系統(tǒng)設計概述
    4.2 系統(tǒng)總體設計框圖
第5章 硬件電路設計
    5.1 電源電路
        5.1.1 數(shù)字電源（±5V）
        5.1.2 數(shù)字電源
    5.2 前置放大電路
    5.3 比較電路設計
    5.4 FPGA 外圍電路設計
        5.4.1 FPGA 時鐘電路
        5.4.2 FPGA 程序下載接口
        5.4.3 FPGA 配置芯片電路設計
    5.5 STM32 外圍電路設計
第6章 FPGA 邏輯設計
    6.1 時鐘產(chǎn)生模塊
    6.2 脈沖邊沿檢測模塊
    6.3 數(shù)據(jù)采集模塊總述
        6.3.1 數(shù)據(jù)通道劃分
        6.3.2 ram 寫控制模塊
        6.3.3 ram 讀控制
        6.3.4 FIFO 控制模塊
        6.3.5 SPI 數(shù)據(jù)傳輸控制模塊
        6.3.6 SPI 數(shù)據(jù)接收控制
        6.3.7 SPI 數(shù)據(jù)發(fā)送控制
第7章 STM32 軟件設計
    7.1 CAN 總線
        7.1.1 CAN 總線的概念和特點
        7.1.2 CAN 協(xié)議
        7.1.3 CAN 總線的特點及優(yōu)點
        7.1.4 CAN 總線通信的實現(xiàn)方案
        7.1.5 CAN 總線初始化
    7.2 SPI 數(shù)據(jù)傳輸
第8章 上位機軟件設計
    8.1 系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)與計算機的通信
    8.2 上位機數(shù)據(jù)顯示
第9章 系統(tǒng)測試
結(jié)論
致謝
參考文獻
攻讀學位期間取得學術(shù)成果


【參考文獻】：
期刊論文
[1]一種核應急用γ相機的靈敏度測量和分析[J]. 宋鳳軍,雷家榮,曹文,李忠寶,謝紅衛(wèi).  核電子學與探測技術(shù). 2012(03)
[2]基于FPGA芯片的伽馬能譜數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的研制[J]. 張建軍,李曉明,劉旭然,付廣,盧進.  核電子學與探測技術(shù). 2011(08)
[3]基于FPGA和NIOS的嵌入式系統(tǒng)設計[J]. 李偉,張春暉.  大眾科技. 2008(01)
[4]基于LABVIEW和數(shù)字多道脈沖幅度分析器的γ能譜分析軟件的開發(fā)[J]. 蔡順燕,庹先國,高嵩,詹鵬.  核電子學與探測技術(shù). 2007(05)
[5]傳統(tǒng)γ相機數(shù)字化采集軟硬件系統(tǒng)[J]. 張沖,金永杰.  核電子學與探測技術(shù). 2006(01)
[6]USB接口技術(shù)在核譜測量系統(tǒng)中的應用研究[J]. 周建斌,黃錦華.  核電子學與探測技術(shù). 2004(05)
[7]基于VHDL的I2C總線控制核設計[J]. 盛磊,徐科軍.  單片機與嵌入式系統(tǒng)應用. 2004(05)
[8]醫(yī)學影像物理和技術(shù)[J]. 包尚聯(lián),張懷嶺.  中國醫(yī)學影像技術(shù). 2004(01)
[9]野外多道伽馬能譜測量在核環(huán)境地質(zhì)評價中的應用[J]. 方方,李寬良,侯新生,吳允平,王小琴,祖秀蘭.  物探與化探. 2000(01)
[10]數(shù)／模轉(zhuǎn)換器MAX531及其應用[J]. 曹茂永,劉明,謝力華.  電測與儀表. 1996(06)

博士論文
[1]基于數(shù)字高斯成形技術(shù)的X熒光譜儀的研制[D]. 周偉.成都理工大學 2011

碩士論文
[1]基于FPGA的除法器的設計和實現(xiàn)[D]. 安然.成都理工大學 2011
[2]基于FPGA的圖像采集處理系統(tǒng)設計與實現(xiàn)[D]. 姜華.大連海事大學 2009
[3]基于FPGA的視頻圖像處理系統(tǒng)[D]. 楊寧.大連海事大學 2008
[4]γ相機智能化探頭及其運動控制系統(tǒng)的研究[D]. 劉洋.鄭州大學 2005



本文編號：3187505