本文關鍵詞：浮游植物葉綠素熒光測量系統電子學部分的設計，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：海水溫度變化會對浮游植物產生影響,進而會影響到植物的光合作用,基于每種藻的各種參數,得到它們隨溫度變化的趨勢,從而可以全面評定海溫變化對浮游植物光合作用的影響。因此本論文提出一種基于FPGA的浮游植物葉綠素熒光的測量系統。該測量系統采用FPGA作為控制核心,實現ADC時序驅動模塊,激發(fā)LED驅動模塊等；在FPGA上采用一種特殊的嵌入式系統即SOPC技術,集成NIOS Ⅱ軟核處理器,SDRAM控制器模塊,串口通信模塊等；使用串口調試助手對下位機發(fā)送命令并接收數據,實現該系統的參數設置和熒光光譜線繪制等功能。并針對本文提出的設計進行實驗驗證,實驗表明：按照該方案設計的熒光測量系統可以進行同步數據采集,并實時處理和顯示獲取的熒光光譜數據,即IJIP曲線。本論文的研究內容主要包括：采用Altera公司的Cyclone Ⅳ系列FPGA器件EP4CE55F2317設計了一個中高集成度的ADC驅動與信號采集系統。該系統中的ADC采樣控制時序驅動模塊、數據采集和存儲等功能模塊均是由FPGA內部的邏輯單元生成。FPGA內部的NIOS Ⅱ軟核處理器集成設計系統的參數設置模塊、串口通信模塊和SDRAM控制模塊等。用上位機控制并完成對熒光光譜數據的采集,譜線繪制,測量結果儲存等功能。
【關鍵詞】：葉綠素熒光 FPGA OJIP曲線
【學位授予單位】：中國海洋大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TP274;Q945
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 1 緒論9-15
• 1.1 引言9
• 1.2 葉綠素熒光9-10
• 1.3 快速葉綠素熒光誘導動力學10-12
• 1.4 熒光檢測儀器的國內外發(fā)展狀況12-13
• 1.5 論文的研究內容及意義13-15
• 2 熒光測量系統整體設計方案15-17
• 2.1 葉綠素熒光測量系統光學部分設計15-16
• 2.2 光譜數據采集部分設計16-17
• 3 熒光測量系統的硬件電路設計17-28
• 3.1 FPGA簡介17
• 3.2 硬件電路設計總體方案17-18
• 3.3 主要芯片選型18-24
• 3.3.1 FPGA芯片選型18-20
• 3.3.2 模數轉換芯片選型20-22
• 3.3.3 放大器芯片選型22
• 3.3.4 存儲器芯片選型22-24
• 3.3.5 串口通信芯片選型24
• 3.4 電路原理圖設計24-27
• 3.4.1 ADC電路原理圖設計24-25
• 3.4.2 放大器電路原理圖設計25-26
• 3.4.3 SDRAM電路原理圖設計26
• 3.4.4 RS422電路原理圖設計26-27
• 3.5 硬件實物電路板27-28
• 4 熒光測量系統的邏輯設計28-36
• 4.1 FPGA時鐘模塊設計28-29
• 4.2 ADC時序驅動模塊設計29-34
• 4.3 數據存儲模塊設計34-36
• 5 熒光測量系統的NIOS Ⅱ系統設計36-45
• 5.1 NIOSⅡ系統總體設計36-38
• 5.1.1 NIOS Ⅱ簡介36
• 5.1.2 NIOS Ⅱ系統的邏輯結構36-37
• 5.1.3 NIOS Ⅱ系統軟件設計37-38
• 5.2 串口通信協議的設計38-39
• 5.3 AD采集模塊的軟件設計39-40
• 5.4 SDRAM控制器的設計40-43
• 5.4.1 SDRAM初始化和模式設置40-41
• 5.4.2 讀寫控制邏輯41-43
• 5.5 兩個電路板之間通信協議的設計43
• 5.6 系統總體軟件設計43-45
• 6 實驗及結果分析45-52
• 6.1 葉綠素熒光測量系統整體實物介紹45-46
• 6.2 葉綠素熒光測量系統對理想信號的實驗46-50
• 6.2.1 對理想信號測試的流程46-47
• 6.2.2 葉綠素熒光測量系統對理想信號測試結果分析47-50
• 6.3 葉綠素熒光測量系統對熒光信號的實驗50-52
• 7 總結與展望52-53
• 參考文獻53-55
• 致謝55-56
• 個人簡歷56

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