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基于DSP+ARM的多通道数据采集系统的设计

作　者: 王亮
导　师: 朱宏
学　校: 电子科技大学
专　业: 模式识别与智能系统
关键词: 故障诊断 TMS320F2812 EM9170 数据采集
分类号: TP274.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

随着科学技术的不断发展和工业管理的不断进步，人们对机械设备的安全、高效和长时间稳定运行等要求日趋强烈，这使得我们更加关注机械故障诊断中的检测和分析技术。实践证明，先进的信号分析技术和有效的故障诊断手段可以减少故障发生。本文以故障诊断为目的，设计出一款基于DSP+ARM的多通道数据采集与分析系统。本文确定了以多通道数据采集系统为总体的设计方案，系统主要由以下两个部分组成：（1）以TI公司的C2000系列DSP芯片TMS320F2812为核心进行数据采集和分析处理；（2）以成都英创公司生产的嵌入式主板EM9170为核心进行数据存储和整个系统控制。数据采集模块设计中，振动信号调理、键相信号的预处理以及工艺量的安全处理是得到准确数据的基础。同时，并行数据采集ADC芯片MAX1320为整个系统的数据采集的核心，本文对此做了详细的介绍。数据分析部分，采用了经典的FIR和FFT算法分析，并通过在CCS集成开发环境中对原始数据进行仿真和提取特征数据，完成对原始数据的分析处理。EM9170上运行着Windows CE操作系统，完成数据还原、数据存储、人机接口和整个系统控制等功能。整个系统的原始数据和特征值都将存储于本地数据库SD卡与远程数据库中。系统的控制部分由EM9170中精简ISA总线控制，分别控制信号调理中滤波频率、键相信号中电平大小、转速中倍频大小以及双机通信等。本文详细地介绍了双核数据采集系统中的数据采集模块、微处理器模块、电源与复位模块以及整个系统控制模块的硬件设计。并详细分析了数据采集模块和DSP系统软件设计、ARM系统软件设计以及两者之间的相关通信。该系统充分结合DSP的实时信号处理能力和ARM的事务管理能力，利用传感器技术，数据采集技术和数据处理技术，对大量数据进行分析与存储，为后续故障诊断系统提供了丰富、准确、实时性高的数据资源，使得后续系统可以很好地对机械的运行状态进行分析，最终为技术人员维护设备提供准确的科学理论依据。目前，该系统已经完成了原型的开发并投入使用。系统工作正常时，各项指标达到设计要求。

基于DSP+ARM的多通道数据采集系统的设计

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