本文關鍵詞：VXI總線四通道數據采集及處理模塊研制

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【摘要】：VXI總線作為一種面市較早的總線技術,正逐步被其它總線所取代,商用VXI模塊逐漸減少,但VXI總線具有極高的成熟度與穩(wěn)定性,目前VXI總線在軍工領域中仍有較為廣泛的應用。一方面是軍工領域的大量需求,另一方面卻是各廠商VXI模塊生產的縮減,很多軍工項目不得不面臨VXI測試模塊斷供的尷尬。本文根據實際需求,設計一款VXI總線四通道數據采集及處理模塊,用于替代國外停產的VXI數據采集模塊。本文首先提出了主要的技術指標,并針對技術指標做了詳細的需求分析,完成了總體的方案設計。首先,結合PSpice仿真工具設計模擬信號調理電路,對輸入的待采集信號進行前端調理,將信號幅度調整到A/D芯片的最佳采樣范圍;其次,完成了數據采集及存儲結構設計,針對采樣率可變的要求,提出了可配置采樣時鐘生成方法,利用FPGA內部資源完成了DDR數據的接收與處理;借助DDR3硬核控制器,設計了模塊數據存儲結構;然后,編寫自定義IP核將VXI接口寄存器掛載到Avalon總線上,實現上位機軟件與板卡之間配置參數的傳輸,完成數據的傳輸設計;借助DSP的EMIF接口,完成了FPGA與DSP之間的數據通信,并在DSP上實現了FFT運算;然后,設計了符合VPP規(guī)范的儀器驅動程序和軟面板。最后,對本文研制的數據采集及處理模塊與應用程序的各項功能進行了測試、并給出了誤差分析。調試與測試結果表明,本課題研制的數據采集及處理模塊各單元功能正常、軟硬件能夠協調工作,達到任務要求。
【關鍵詞】：VXI總線 數據采集 FPGA 虛擬儀器
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TP336
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 緒論8-15
• 1.1 課題背景及研究的目的和意義8-9
• 1.2 VXI總線與虛擬儀器技術現狀分析9-11
• 1.2.1 VXI總線技術9-10
• 1.2.2 虛擬儀器10-11
• 1.2.3 VXI總線自動測試系統(tǒng)11
• 1.3 國內外數據采集模塊研究現狀分析11-13
• 1.3.1 數據采集模塊國外研究現狀11-12
• 1.3.2 數據采集模塊國內研究現狀12-13
• 1.4 本文的研究內容與結構13-15
• 第2章 需求分析與總體方案設計15-22
• 2.1 需求分析15-18
• 2.1.1 主要技術指標15
• 2.1.2 需求分析15-18
• 2.2 數據采集模塊總體方案設計18-21
• 2.2.1 模擬通道設計方案18-19
• 2.2.2 采樣主板設計方案19
• 2.2.3 FPGA設計方案19-20
• 2.2.4 軟件設計方案20-21
• 2.2.5 模塊裝配21
• 2.3 本章小結21-22
• 第3章 硬件設計關鍵技術22-41
• 3.1 模擬通道設計22-27
• 3.1.1 耦合電路23
• 3.1.2 衰減及阻抗匹配電路23-25
• 3.1.3 阻抗變換電路25-26
• 3.1.4 調幅電路26-27
• 3.2 數據采集及存儲設計27-35
• 3.2.1 采樣時鐘的生成27-29
• 3.2.2 DDR數據的接收與處理29-31
• 3.2.3 數據存儲設計31-33
• 3.2.4 觸發(fā)設計33-35
• 3.3 數據傳輸設計35-38
• 3.3.1 VXI接口寄存器35-36
• 3.3.2 VXI接口寄存器到Avalon總線的映射36-37
• 3.3.3 FPGA與DSP的數據通信37-38
• 3.4 模數混合的PCB設計38-40
• 3.5 本章小結40-41
• 第4章 軟件設計41-60
• 4.1 模塊控制程序41-47
• 4.1.1 模塊控制程序功能概述41-42
• 4.1.2 NIOS II程序設計42-44
• 4.1.3 VISA驅動層設計44-45
• 4.1.4 上位機用戶層軟件設計45-47
• 4.2 算法程序設計47-59
• 4.2.1 DSP初始化47-48
• 4.2.2 DSP傳輸程序48
• 4.2.3 算法程序設計48-59
• 4.3 本章小結59-60
• 第5章 功能驗證與測試分析60-74
• 5.1 測試環(huán)境60-62
• 5.2 功能測試62-73
• 5.2.1 模擬通道測試62-66
• 5.2.2 采集主板功能驗證66-68
• 5.2.3 數據采集模塊整體測試68-73
• 5.3 本章小結73-74
• 結論74-76
• 參考文獻76-80
• 附錄80-82
• 致謝82

【參考文獻】

中國期刊全文數據庫 前3條

1 王曉暉;紀浩;龔俊宇;;應用VXI總線技術的導彈測控系統(tǒng)設計[J];工業(yè)控制計算機;2015年04期

2 王承,何志偉,許東芹;虛擬儀器——現代儀器發(fā)展的新階段[J];測控技術;2001年10期

3 王文璽;;基于虛擬儀器的數據處理軟件平臺設計[J];電子測試;2011年02期

中國碩士學位論文全文數據庫 前1條

1 景振華;基于ARM9的B類LXI信號發(fā)生器的研究與實現[D];西安電子科技大學;2013年

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本文編號：555133