学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

32通道扫描数采LXI模块的研制

作 者: 李双力
导 师: 童子权
学 校: 哈尔滨理工大学
专 业: 测试计量技术及仪器
关键词: LXI总线 扫描数采 SOPC系统 TCP/IP协议
分类号: TP274.2
类 型: 硕士论文
年 份: 2010年
下 载: 43次
引 用: 0次
阅 读: 论文下载
 

内容摘要


本文研制了一种基于LXI的32通道扫描数据采集模块。扫描数据采集模块在国防,工业控制,生物医药,环境监测等诸多领域都有广阔的应用空间。本文设计的扫描数采模块不仅能够顺序扫描各采集通道信号,还能够对各通道的采集顺序和次数进行编程,实施点名数据采集。在仪器总线和自动测试领域中,对数据传输和综合处理能力的要求越来越高。所以随着以太网技术的不断发展,一种灵活性高,操作简便的测试总线应运而生,这就是LXI总线。LXI总线接口集成方便,控制简单,LXI的机箱结构灵活而紧凑,在通风散热和电磁兼容等方面也较GPIB,PCI,PXI等总线有明显优势。2004年9月LXI联盟才正式成立,基于LXI总线的设备研发正在如火如荼地进行,目前国内还鲜有成形的产品或模块问世,本文对基于LXI接口的数采模块进行了探索性的实践。本模块由三部分组成:前端模拟信号处理部分,数字逻辑及中央控制部分,LXI总线接口部分。32路差分信号经过过压保护后,由两级多路开关选出一路差分信号,再用双四选一多路开关确定信号输入方式。然后信号由程控增益放大器放大。最后信号被ADC采集并由系统存储,以备上位机查询。在FPGA内构建SOPC系统,对整个数采系统的运行进行控制。CPLD与FPGA用SPI总线相连接,主要功能是解析各种控制命令并实现控制功能。LXI的以太网物理层接入由网络控制芯片来完成,此芯片控制灵活,操作简便。TCP/IP协议无需操作系统即可运行,小巧灵活。适合C类LXI接口的应用。本模块的数据采集效果较为理想。达到了技术要求的各项指标,TCP/IP协议运行正常,实现了LXI总线要求。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-11
第1章 绪论  11-18
  1.1 课题来源及意义  11
  1.2 LXI 总线概况  11-14
    1.2.1 测试总线的发展  11-12
    1.2.2 LXI 总线的分类与特点  12-14
    1.2.3 LXI 总线的国内外发展状况  14
  1.3 模块概述  14-16
    1.3.1 技术指标  14-15
    1.3.2 总体方案综述  15-16
  1.4 主要工作内容  16-18
第2章 模拟电路设计  18-49
  2.1 通道选择电路  18-21
    2.1.1 输入信号的过压保护  18
    2.1.2 通道选择  18-21
    2.1.3 信号输入方式选择  21
  2.2 增益控制电路  21-24
  2.3 信号测量电路(ADC)  24-35
    2.3.1 工作模式  26-27
    2.3.2 AD7612 的输出编码  27
    2.3.3 模拟输入  27-30
    2.3.4 输入输出参考电压  30-32
    2.3.5 AD7612 的电源  32
    2.3.6 转换控制  32-33
    2.3.7 AD7612 的接口  33-35
  2.4 电源设计  35-40
    2.4.1 模块的电源需求  35
    2.4.2 电源功耗的考量  35-38
    2.4.3 电源的实现  38-40
  2.5 误差分析  40-48
    2.5.1 误差的种类与处置方法  40-43
    2.5.2 误差来源  43-44
    2.5.3 误差的评定  44-46
    2.5.4 误差验证  46-48
  2.6 本章小结  48-49
第3章 数字电路及逻辑设计  49-70
  3.1 构建SOPC 系统  49-56
    3.1.1 FPGA 的选择  49-50
    3.1.2 创建CPU  50-52
    3.1.3 时钟与复位  52-53
    3.1.4 SDRAM 的选择  53-54
    3.1.5 Flash 的选择  54-56
    3.1.6 添加串口  56
  3.2 CPLD 的控制功能  56
  3.3 LXI 以太网物理层设计  56-58
  3.4 SOPC 开发流程  58-59
  3.5 控制策略  59-64
    3.5.1 扫描策略逻辑  59-62
    3.5.2 A/D 采样率控制逻辑  62-64
  3.6 NIOS II 外围设备  64-68
    3.6.1 DMA 控制核  64-65
    3.6.2 ENC28J60 接口  65-66
    3.6.3 EPCS 串行Flash 控制器  66-68
    3.6.4 串口配置  68
    3.6.5 I/O 接口  68
    3.6.6 SOPC 系统生成  68
  3.7 本章小结  68-70
第4章 LXI 设备驱动与调试  70-76
  4.1 软件总体构架  70-71
  4.2 模块驱动  71-74
    4.2.1 M25PX64 驱动  71-72
    4.2.2 DMA 驱动  72
    4.2.3 以太网驱动  72-74
  4.3 设备调试  74-75
    4.3.1 网页再现  74-75
    4.3.2 上位机调试  75
  4.4 本章小结  75-76
结论  76-77
参考文献  77-80
攻读学位期间发表的学术论文  80-81
致谢  81

相似论文

  1. 柴油机测试仪表校验仪及综合信息管理系统研究,TK426
  2. 基于操作系统驱动的嵌入式TCP/IP协议栈的实现,TN915.04
  3. 嵌入式TCP/IP协议栈TINET的移植研究,TP368.1
  4. 用于无损视频高速传输的嵌入式千兆网接入技术研究,TN915.6
  5. 嵌入式实时操作系统ARTs-OS中TCP/IP协议栈的开发,TP316.2
  6. 电子科技大学中山学院停车场信息管理系统的设计与实现,TP311.52
  7. 嵌入式智能家居控制终端的设计与实现,TP273.5
  8. 基于Internet的远程水表抄表系统的设计与实现,TP274.2
  9. 基于Web的智能家居控制器的设计与实现,TP273.5
  10. 基于以太网的PROFIBUS-DP通信平台的研究,TP273
  11. 基于μC/OS-Ⅱ的以太网与RS485通信网关的研究与实现,TP273.5
  12. 基于TCP/IP协议的嵌入式火警警报系统的设计与研究,TP277
  13. 大连海洋大学网络型多媒体教室的设计及相关通信协议的研究,TP399-C1
  14. 基于GPRS的远程监控系统的研究,TP277
  15. 基于Internet的远程张力交互控制系统研究与开发,TP273
  16. TCP/IP协议栈在嵌入式系统中的定制与实现,TP368.1
  17. 基于Proteus仿真的智能温室监控系统设计与实现,TP368.1
  18. 基于以太网通信的专变采集终端研究与设计,TP274.2
  19. 网络技术基础实验平台的开发与研究,TP393.0
  20. 基于GPS的智能车库管理系统,TP315
  21. 生物传感信号的可配置LXI仪器模块关键技术研究,TP274

中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化系统 > 数据处理、数据处理系统 > 数据收集和处理系统
© 2012 www.xueweilunwen.com