本文關(guān)鍵詞：面向多通道同步數(shù)據(jù)采集存儲(chǔ)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

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【摘要】：針對各類武器裝置等在時(shí)序條件下的多參數(shù)綜合分析,提出了一種可以完成多通道同步數(shù)據(jù)采集功能的采集存儲(chǔ)系統(tǒng)。本文采用了C8051F系列單片機(jī)搭配高性能FPGA組成的同步數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),與以往的采集系統(tǒng)相比,本系統(tǒng)主要特點(diǎn)是通用性,可以根據(jù)不同的需求來完成各種相應(yīng)采集任務(wù)。其中單片機(jī)主要作為系統(tǒng)的控制核心、USB2.0作為系統(tǒng)與PC之間的數(shù)據(jù)傳輸接口、FPGA作為采編處理。該系統(tǒng)的供電方式分為外接彈載系統(tǒng)供電與自身電池供電兩種,具有體積小、便攜性、功耗低等特點(diǎn),能夠滿足現(xiàn)代工業(yè)的應(yīng)用需求。該系統(tǒng)為了實(shí)現(xiàn)時(shí)序條件下的多參數(shù)綜合分析,采用了FPGA并行計(jì)算技術(shù)的方法,實(shí)現(xiàn)了計(jì)算速度與性價(jià)比大幅提升。本文首先對現(xiàn)階段的國內(nèi)外數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀做出了分析,提出了采用單片機(jī)搭配FPGA實(shí)現(xiàn)的同步數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的可行性和重大意義,然后對系統(tǒng)開發(fā)過程中所涉及到的一些關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了簡要介紹,其次進(jìn)行了系統(tǒng)硬件平臺(tái)的設(shè)計(jì)以及相關(guān)軟件的開發(fā),主要分析了關(guān)鍵硬件模塊的設(shè)計(jì)過程和軟件的開發(fā)過程以及實(shí)現(xiàn)方法。有關(guān)硬件設(shè)計(jì)方面,分別對采集存儲(chǔ)模塊、電源模塊、CAN總線信息監(jiān)測模塊、人機(jī)交互模塊等進(jìn)行了詳細(xì)介紹。其中數(shù)據(jù)采集模塊完成了多通道數(shù)據(jù)的同步性采集,確保了數(shù)據(jù)采集的可靠性、實(shí)時(shí)性;NAND FLASH完成了大容量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ);采用C8051單片機(jī)內(nèi)置的CAN裝置實(shí)現(xiàn)了多節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)監(jiān)測,具有實(shí)時(shí)性強(qiáng)、速率快、易實(shí)現(xiàn)且性價(jià)比高等特點(diǎn),最快傳輸速率為1Mbps,與以往基于SJA1000的CAN控制器搭配CAN總線收發(fā)器的系統(tǒng)構(gòu)架相比設(shè)計(jì)簡單、操作便捷且可控性更高;人機(jī)交互模塊采用USB2.0技術(shù)實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)與PC機(jī)的高速穩(wěn)定性傳輸。軟件開發(fā)分為上位機(jī)和下位機(jī)兩個(gè)環(huán)節(jié),其中下位機(jī)包括FPGA的邏輯設(shè)計(jì)、各功能模塊的驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)、MCU控制核心芯片的程序編寫(實(shí)現(xiàn)對FLASH、CY7C68013、FPGA模塊的操控);上位機(jī)軟件主要是基于LABVIEW平臺(tái)開發(fā),具備美觀、易于用戶操作與觀察等特征。最后對系統(tǒng)測試以及實(shí)際試驗(yàn)情況作了相應(yīng)說明。本文所設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)采集存儲(chǔ)系統(tǒng)具有可靠性、實(shí)時(shí)性、功耗低、抗干擾能力強(qiáng)、高速性以及可控性等特點(diǎn)。目前,已經(jīng)配備到某武器裝置中進(jìn)行了實(shí)際靶試,通過分析表明本系統(tǒng)能夠滿足設(shè)計(jì)要求。
【學(xué)位授予單位】：中北大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TP274.2

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本文編號：1304265