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基于USB接口的虚拟逻辑分析仪的实现

作　者: 孙金宝
导　师: 胡方明
学　校: 西安电子科技大学
专　业: 生物医学工程
关键词: 虚拟仪器 USB 逻辑分析仪 驱动程序
分类号: TM935
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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内容摘要


虚拟仪器(简称VI)是电子测量技术与计算机技术深层次结合的、具有很好发展前景的新一类电子仪器,目前已经在科学技术的各个领域得到广泛应用。USB技术出现以前,虚拟仪器多使用计算机的增强型并口和PCI口进行设计。USB2.0接口的出现,使计算机拥有了更加强大的易用性和扩展性,支持即插即用和热插拔,这是计算机其它接口不具备的。本文介绍的虚拟逻辑分析仪不仅采用了USB总线接口,同时也采用了已广泛使用的虚拟仪器技术,将计算机、软件和FPGA技术结合在一起,克服了以往虚拟逻辑分析仪不能随意插拔的缺点。论文对硬件部分进行了详细描述,阐述了USB接口芯片在本系统中的配置和使用方法,并给出了多种触发技术在CPLD中的具体实现;同时讨论了高速采样时,数据的降速存储技术及其在FPGA中的时序设计,也对应用程序、驱动程序和固件代码等设计中的技术难点进行了讨论。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-7
第一章 绪论  7-12
  1.1 虚拟仪器技术及其发展趋势  7-10
    1.1.1 虚拟仪器技术概述  7-9
    1.1.2 虚拟仪器的发展趋势  9-10
  1.2 课题研究背景及意义  10-11
  1.3 论文的主要工作  11-12
第二章 虚拟逻辑分析仪系统的准备和开发过程  12-20
  2.1 方案设计与选取  12-17
    2.1.1 虚拟逻辑分析仪的主要参数  12-13
    2.1.2 方案比较确定  13-15
    2.1.3 芯片选取确定  15-17
  2.2 系统开发的硬件和软件环境  17-18
  2.3 系统逻辑框架及开发流程  18-20
第三章 系统工作流程及应用软件设计  20-28
  3.1 逻辑分析仪的基本组成  20-21
  3.2 系统各部分的工作流程  21-24
    3.2.1 主机与USB 接口芯片的数据交换  22
    3.2.2 USB 接口芯片与CPLD 的数据交换  22-23
    3.2.3 CPLD、FPGA 与SRAM 之间的关系  23-24
  3.3 系统应用软件设计  24-28
    3.3.1 LabWindows/CVI 开发环境简介  24-25
    3.3.2 应用程序概述  25-26
    3.3.3 应用程序设计主要技术  26-28
第四章 硬件及时序设计  28-48
  4.1 硬件系统概述  28
  4.2 USB 接口电路  28-32
    4.2.1 USB 接口芯片（CY7C68013A）介绍  28-29
    4.2.2 芯片状态的配置  29-30
    4.2.3 向CPLD 发送控制数据  30-32
  4.3 FPGA 主要时序设计  32-37
    4.3.1 FPGA 中降速存储时序的设计  32-33
    4.3.2 FPGA 中读RAM 时序设计  33-34
    4.3.3 触发识别电路  34-37
  4.4 CPLD 主要时序设计  37-40
    4.4.1 向USB 接口芯片发送数据  37-38
    4.4.2 为比较器提供参考电压  38-40
  4.5 电路印制板(PCB)的设计  40-43
    4.5.1 高频电路设计技术  41
    4.5.2 逻辑分析仪的PCB 设计  41-43
  4.6 USB 接口芯片固件代码开发  43-48
    4.6.1 KEILC51 开发环境简介  43-44
    4.6.2 固件代码的主要组成  44-45
    4.6.3 固件代码源码说明  45-46
    4.6.4 接口芯片在固件控制下的工作流程  46-48
第五章 USB 驱动程序开发  48-57
  5.1 USB2.0 USB 总线协议概述  48-51
  5.2 USB 系统结构及分层  51-53
    5.2.1 USB 系统物理层次结构  51-52
    5.2.2 USB 系统逻辑层次结构  52-53
  5.3 WDM 模式下USB 驱动程序分层  53-55
    5.3.1 WDM 驱动程序分层  53-54
    5.3.2 USB 驱动程序栈  54-55
  5.4 USB 驱动程序各层间的通信  55-56
    5.4.1 界面应用程序和设备驱动程序间的通信  55
    5.4.2 设备驱动程序和系统驱动程序间的通信  55-56
  5.5 下载驱动程序开发  56-57
第六章 论文总结  57-59
致谢  59-60
参考文献  60-62
研究成果  62-63

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 电气测量技术及仪器 > 频率、波形参数的测量及仪表
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