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基于DSP和USB2.0接口的高速实时信号采集系统设计

作　者: 王洪武
导　师: 赵继敏
学　校: 上海交通大学
专　业: 电机与电器
关键词: 数字信号处理器 通用串行总线 数据采集 数据处理
分类号: TP274.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要


现代工业生产和科学研究对数据采集的要求日益提高。目前比较通用的是在PC或工控机内安装数据采集卡,大多采用ISA或PCI接口标准,虽然具有速度快的优点,但在进行多路数据采集的时候,也存在计算机插槽数量、地址资源、中断资源的限制、可扩展性差等问题。通用串行总线(USB)的出现很好的解决了这个问题。目前USB2.0最大速度达到了480 Mbps,具有双向、廉价、热插拔、方便、易扩展、高速的特点。在实时数据采集系统中采用USB技术可很好地实现快速、低成本、高可靠性、多点的数据采集。所以基于USB接口的高性能便携式数据采集器的研制备受瞩目。本文探讨了以高性能的TMS320C5502DSP、CY7C68013芯片以及ADS1271采样芯片构建的高速数据采集系统。分硬件部分和软件部分详细讨论了各种协议和功能模块的设计。硬件部分包括模拟信号输入,AD数据采集,DSP及USB四个模块,所有的硬件模块都在TMS320C5502DSP的协调控制下工作;软件部分包括下位机程序和上位机程序。该系统与PC机接口部分设计严格遵守USB2.0协议,具有一定的通用性,对于基于USB的高速数据采集系统的设计具有一定的应用参考价值。

全文目录


摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
第一章 绪论  8-11
  1.1 课题背景及意义  8-9
  1.2 数据采集系统发展动向  9-10
  1.3 课题工作及论文结构  10
  1.4 本章小结  10-11
第二章 系统设计方案和原理  11-21
  2.1 系统设计方案  11-13
    2.1.1 系统框图  11-12
    2.1.2 功能设想  12-13
  2.2 通用串行总线  13-18
    2.2.1 总线构成  13-15
    2.2.2 物理连接  15-16
    2.2.3 系统分层  16-17
    2.2.4 总线特点  17-18
  2.3 系统工作原理  18-20
    2.3.1 AD 采样  18-19
    2.3.2 DSP 功能  19
    2.3.3 USB 传输  19-20
  2.4 本章小结  20-21
第三章 系统硬件设计  21-46
  3.1 T15502DSP 芯片  21-27
    3.1.1 T15502 的核心架构  22-23
    3.1.2 T15502 的外设资源  23
    3.1.3 T15502 的引导方式  23-25
    3.1.4 T15502 的外围电路  25-27
  3.2 AD51271 芯片  27-35
    3.2.1 AD51271 的工作原理  27-30
    3.2.2 AD51271 的电路设计  30-31
    3.2.3 AD51271 与DSP 的McBSP 通讯  31-35
  3.3 CY7C68013 芯片  35-43
    3.3.1 CY7C68013 的芯片结构  36-38
    3.3.2 CY7C68013 的外围电路  38-39
    3.3.3 CY7C68013 与DSP 的HPI 通讯  39-43
  3.4 模拟信号输入模块  43-45
    3.4.1 放大电路  43-44
    3.4.2 滤波电路  44-45
    3.4.3 差分电路  45
  3.5 本章小结  45-46
第四章 系统软件设计  46-63
  4.1 DSP 系统软件设计  46-54
    4.1.1 主程序功能  46-47
    4.1.2 McBSP 接口  47-50
    4.1.3 DMA 数据通道  50-53
    4.1.4 BootLoader 程序  53-54
  4.2 CY7C68013 的固件设计  54-57
    4.2.1 固件工程框架  54-55
    4.2.2 主程序框架模板程序  55-56
    4.2.3 应用编程模板程序  56-57
    4.2.4 通用可编程接口程序  57
  4.3 PC 端C#应用程序设计  57-62
    4.3.1 USB 驱动程序  58-59
    4.3.2 人机界面程序  59-62
  4.4 本章小结  62-63
第五章 实验及功能实现  63-67
  5.1 数据传输实验  63-64
    5.1.1 数据上传  63-64
    5.1.2 数据下传  64
  5.2 仪器功能实现  64-66
    5.2.1 采集方式  64-65
    5.2.2 触发方式  65
    5.2.3 转速测量  65-66
    5.2.4 采样频率设置  66
    5.2.5 其他功能  66
  5.3 本章小结  66-67
第六章 全文总结  67-69
  6.1 主要结论  67
  6.2 研究展望  67-69
参考文献  69-70
电路版图（附录1）  70-72
致谢  72-73
攻读硕士学位期间已发表或录用的论文  73-75

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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 > 数据收集和处理系统
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