文档介绍：哈尔滨工程大学
硕士学位论文
基于PCI总线的多通道数据采集系统的设计与实现
姓名:孙福刚
申请学位级别:硕士
专业:水声工程
指导教师:刘国枝
20070301
要摘随着大规模集成电路和计算机技术的飞速发展,数字技术应用越来越广泛。但现实生活中存在的物理信号大都是模拟信号。因此,将模拟信号转化成数字信号是进行信号处理和分析的首要前提。本系统就是完成这样的任务,将采集到的模拟信号转化成计算机能识别的数字信号。本文提出并实现了基于涌诘南统解决方案,分别介绍了该方案的硬件设计和软件。重点介绍了芟呒其专用接口芯片樯芰薋的应用。确定硬件的设计方案,包括芯片选型、电源设计、时钟设计、存储容量及速度的选择等。绘制硬件原理图和澹完成调试,同时分析了高速数字电路中设计所需要注意的问题。然后,论文对设备驱动程序的设计及实现进行了研究。堑苯世界使用最为广泛的操作系统,开发这种操作系统下的设备驱动程序,具有很强的实用性和通用性。我们利用邪蹇ǖ那7ⅰ这一套方案完整并有效,能满足目前的大多数数据采集的需要,并可根据目标对象的不同而作出相应的调整,可大大降低系统的开发风险和成本。关键词:数据采集;籇:、哈尔滨工程大学硕士学位论文
.,甒篸瓵瑆琣..;籉
作者┳:趟硎期:礴罗月男学位论文原创性声明哈尔滨工程大学注明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体己本人郑重声明:本论文的所有工作,是在导师的指导下,由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出,并与参考文献相对应。除文中已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。日
第滦髀研究背景和意义计算机总线扩展技术使得基于计算机的数据采集技术迅速得到应用“基于计算机的数据采集系统结合先进的数字信号处理技术得到了最为广泛的应用,是科研人员的重要工具,不但广泛应用于电力设备监控、遥测遥感等测控领域,在声纳、雷达、通讯、地质、医疗器械等领域中也有着重要的应用。他们均是首先由数据采集系统得到数字序列,然后再由高速处理系统进行实时处理或用微型计算机进行后续处理。数据采集系统是一种应用极为广泛的模拟量测量设备,其基本任务就是测量输入的物理信号。它将模拟量采集、转换成数字量后,再送入计算机或相应的数字信号处理系统,根据不同的需要进行相应的计算和处理、得出所需的数据。同时,还可以用计算机将得到的数据进行存储、显示和打印,以实现对某些物理量的监视,其中一部分数据还将被用作生产过程中的反馈控制量。在数据采集系统中,数据采集部分完成信号的获取、采集和控制,总线接口部分完成采集板卡和计算机间高速的数据传输及其相应的控制,计算机完成信号的处理、存储与显示功能。测试软件可以根据用户的不同需要定制不同的测量功能,在统一的硬件平台上实现不同的测试功能。随着技术的日益发展,基于芟叩纳璞敢丫晌N⑿图扑慊谋曜设备,大多数的基于微型计算机的专用设备也都是基于芟叩摹K孀臥总线的普及和应用,基于芟叩氖莶杉低秤惺止憷ǖ挠τ们熬昂良好的经济效益。芟呱璞傅睦┱故俏⑿图扑慊τ玫闹匾7矫妗基于芟叩纳璞咐┱股婕暗絇总线原理、肪诚碌纳璞驱动程序、调试程序、应用程序,涌诳刂破鞯取F渲凶钪匾5纳璞盖动程序、介于用户的应用程序和硬件之间,实际上可以理解为一系列控制硬件设备的函数。驱动程序的开发和应用程序的设计是数据采集系统研发中的重要部分,优秀的驱动程序和应用程序可以充分发挥硬件的潜力,提高系统的性能价格比和市场竞争力。哈尔滨工程大学硕士学位论文
,使其能够承担一般性的水声试验,希望能够为现阶段我们进行水声试验总线的多通道数据采集卡,二是可扩展的实时处理模块。硬件第一部分主要序、应用程序和板卡驱动程序等。功能和简单的用户接口,为芟呓涌诘目7⑻峁┝艘恢旨蚪嗟姆椒ǎ即可实现与芟叩母咚偈荽洹K孀臥总线的普及和应用,基于基于芟叩亩嗤ǖ朗莶杉ǖ墓ぷ髁鞒淌牵杭扑慊挠τ贸绦蚋片,模数转换后存入存储器缓存:先进先出谑据存储器中存满时,硬件向主机发中断,主机响应中断后通过酒本文给出的软硬件系统,充分发挥硬件系统的实时性和软件系统的灵活提供了一个有用的数据采集处理工具,使我们能够获得更多的有用实验数据。本文的设计包括硬件和软件两大部分。硬件又分为两部分,一是基于包括模数转换部分、数据缓存部分、逻辑控制部分、芟呓涌诓糠趾偷源部分。硬件第二部分为凳贝砟?椤H砑糠职ㄏ低陈呒刂瞥目前实现涌诘缏芬话愕挠行Х桨阜治A街郑菏褂每杀喑搪呒骷和使用专用总线接口器件。采用可编程逻辑器件实现涌诒冉狭榛睿以利用的器件也比较多,但由于芟咝榈母丛有裕浣涌诘氖迪直菼等总线要医难得多,这种方法难度较大