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LXI计数器研制

作　者: 郭敏敏
导　师: 付平
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 仪器科学与技术
关键词: LXI IVI-COM FPGA 计数器 Web接口
分类号: TP274
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要


本论文对LXI通用计数器进行了研究。LXI是基于以太网技术的新一代模块化自动测试仪器平台,它集中了GPIB的易用性,VXI的高性能和小尺寸以及以太网的灵活性和高吞吐能力,在分布式测量及合成仪器应用方面具有巨大的潜力,发展十分迅速。在组建自动测试系统中,计数器模块是最重要也是最常用的模块之一。它可广泛应用于频率测量,时间间隔测量,周期测量,时间串测量等场合。本文通过对国内外计数器发展情况的调研及对用户需求的分析,确定了LXI计数器模块的硬件设计和软件设计的方案。LXI计数器模块采用ARM和FPGA作为核心器件的基本构架,ARM作为主控器,FPGA实现功能电路的部分。ARM中运行Linux操作系统,由于Linux操作系统具有强大的网络支持功能,支持所有标准因特网标准,所以可以利用ARM为硬件平台实现LXI仪器的LAN接口。在计数器功能的实现上采用FPGA,利用Verilog HDL语言编写了各个功能模块,不仅使整个设计更加紧凑、稳定且可靠,而且可以根据实际的任务要求,在无需改变硬件电路板的情况下,通过修改硬件描述语言程序,即可修改电路功能。在通道设计方面,本设计采用了程控去抖动技术和隔离技术来提高模块的抗干扰能力。在软件设计方面,遵循LXI软件构架设计了基于Web接口控制软件,并利用Visual C++2005设计了模块的IVI-COM驱动程序和软面板。LXI通用计数器模块经过调试和使用,证明计数器设计方案合理,各项功能与指标都达到了要求。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-9
第1章 绪论  9-14
  1.1 课题的目的和意义  9
  1.2 测试自动化总线发展概况  9-11
  1.3 LXI技术与应用  11-12
  1.4 计数器的研究现状  12
  1.5 主要研究内容  12-13
  1.6 文章结构  13-14
第2章 总体方案设计  14-21
  2.1 需求分析  14-15
    2.1.1 模块的功能要求  14
    2.1.2 模块的性能指标  14-15
  2.2 模块总体结构设计  15-16
  2.3 方案论证及关键技术分析  16-20
    2.3.1 LXI接口方案设计  16-17
    2.3.2 LXI微处理器芯片的选择  17-18
    2.3.3 LXI网络控制器的选择及网络接口  18
    2.3.4 LXI模块嵌入式操作系统的选择  18-19
    2.3.5 计数器模块功能电路设计  19-20
    2.3.6 计数器模块通道电路设计  20
  2.4 本章小结  20-21
第3章 硬件设计  21-38
  3.1 LXI接口电路设计  21-22
  3.2 模块功能电路设计  22-31
    3.2.1 译码电路  22
    3.2.2 测量电路  22-27
    3.2.3 DA控制电路  27-29
    3.2.4 数字去抖电路  29-30
    3.2.5 时间串测量电路  30-31
  3.3 模块通道电路设计  31-37
    3.3.1 输入阻抗选择单位电路设计  32
    3.3.2 AC/DC耦合电路设计  32-33
    3.3.3 比较器电路设计  33-36
    3.3.4 隔离电路  36-37
  3.4 本章小结  37-38
第4章 计数器模块的软件设计  38-60
  4.1 基于Web接口控制方式的实现  38-45
    4.1.1 CGI编程  40-42
    4.1.2 计数器模块网页界面  42-45
  4.2 基于IVI-COM驱动程序控制方式的实现  45-55
    4.2.1 IVI仪器驱动  45-48
    4.2.2 SCPI命令  48-49
    4.2.3 IVI-COM的实现  49-53
    4.2.4 仪器网络服务器端程序设计  53-55
  4.3 计数器模块软面板设计  55-59
    4.3.1 主软面板介绍  55-56
    4.3.2 初始化面板介绍  56-57
    4.3.3 设置软面板介绍  57-59
  4.4 本章小结  59-60
第5章 计数器模块测试  60-68
  5.1 模块测试环境的建立  60
  5.2 模块测试  60-67
    5.2.1 测试方法  60-61
    5.2.2 测试结果  61-63
    5.2.3 误差分析  63-67
  5.3 本章小结  67-68
结论  68-69
参考文献  69-74
致谢  74

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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
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