基于FPGA的多通道同步数据采集系统设计

论文摘要

炮口冲击波超压是自行火炮测试中的动态参数之一,它的精确测量是自动炮研制和性能检测中的一个重要环节。数据采集子系统是测试系统的重要组成部分,对保证测试数据的精确性起着至关重要的作用。针对现有数据采集系统存在的精度低、难以维护、扩展困难、不易携带等不足,提出一种基于通用串行总线(USB)接口和现场可编程门阵列(FPGA)技术的多通道同步数据采集系统。本文首先概述了FPGA技术和USB规范,接下来提出并构建了系统总体设计方案,在此基础上,进行了整个系统的硬件和软件设计。该系统硬件部分包括数据采集模块、数据存储模块、USB2.0接口等;软件部分包括软件层次结构、USB固件和驱动程序、应用程序等。采用模块化设计方法,设计和实现了FPGA内部逻辑。最后对电路进行了环境测试,并分析了测试结果。系统测试表明,该软硬件系统成功地为数据采集系统提供了一个稳定、小成本、便携式的解决方案。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 选题背景及意义
• 1.2 课题来源及主要研究内容
• 1.3 本文作者所做的工作
• 第二章 FPGA 技术及USB 协议概述
• 2.1 FPGA 结构与原理
• 2.2 FPGA 的设计流程及常用开发工具
• 2.3 USB 协议概述
• 第三章 系统硬件设计
• 3.1 整体设计
• 3.2 A/D 转换模块设计
• 3.3 数据存储模块设计
• 3.4 USB 接口设计
• 3.5 FPGA 外围电路设计
• 3.6 PCB 板抗干扰设计
• 第四章 FPGA 内部模块设计
• 4.1 FPGA 内部模块结构框图
• 4.2 各模块的设计
• 4.3 寄存器定义
• 第五章 系统软件设计
• 5.1 软件系统结构
• 5.2 固件程序
• 5.3 驱动程序
• 5.4 应用程序
• 第六章 电路环境试验与测试结果
• 6.1 引用标准和主要测试项目
• 6.2 测试方法
• 6.3 测试结果与分析
• 6.4 技术特点
• 总结与展望
• 致谢
• 参考文献
• 在读期间发表论文