基于USB的数字接口测试系统的设计

论文摘要

本文设计的基于USB的数字接口测试系统,结构轻巧简洁,携带方便,并利用计算机通用的USB接口配合底层软件驱动和上层应用软件提供测试和实时显示功能,在保证性能的同时降低了仪器成本。本文主要阐述基于USB的数字接口测试系统的设计原理并提出设计方案。根据设计工作的重点和难点,文章着重阐述了可编程逻辑器件内的逻辑电路设计和USB接口部分的硬件工作原理与设计方案,并对与硬件密切相关的软件部分作了简要介绍。本文的主要内容包括:1.课题的来源和意义,同时提出了课题的任务和目标;结合设计要求,分析了系统的硬件设计结构、供电方式,及软件设计框架。2.数字接口测试系统各功能电路的设计原理与方案,重点讨论了信号源单元、采编模拟单元的逻辑电路,并对实现高速无间断数据采集和存储技术作了详细说明。此外,还着重对USB总线接口电路作了介绍,重点对EZ-USB FX2系列USB接口芯片及其工作原理作具体讨论。3.针对测试系统的软件系统作一些阐述,并对系统的整体调试作简单叙述,总结在调试中出现的问题和解决方法。经测试表明,该测试系统能满足某系列弹载数字接口设备的通信测试要求,并已得到实际应用。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 引言
• 1.1 课题来源及意义
• 1.2 课题的研究现状
• 1.3 课题任务
• 1.4 本文结构安排
• 第二章 测试系统总体方案设计
• 2.1 设计目标及需求分析
• 2.2 测试系统整体框架构思
• 2.2.1 系统硬件构思
• 2.2.2 系统软件构思
• 第三章 测试系统的硬件电路实现
• 3.1 信号源单元模块的实现
• 3.1.1 信号源单元模块的硬件电路设计
• 3.1.2 信号源单元模块的功能与逻辑设计
• 3.1.2.1 总线接口控制逻辑设计
• 3.1.2.2 存储器设计
• 3.1.2.3 定时器与计数器设计
• 3.1.2.4 通用异步串行收发器设计
• 3.1.3 电平驱动电路的设计
• 3.2 采编模拟单元模块的实现
• 3.2.1 采编模拟单元模块的硬件电路设计
• 3.2.2 采编模拟单元模块的功能与逻辑设计
• 3.2.2.1 采编模拟单元的接口设计
• 3.2.2.2 时基单元的设计
• 3.2.2.3 无间断数据采集及存储技术的实现
• 3.3 USB 总线接口电路的设计
• 3.3.1 USB 总线基本特性
• 3.3.2 USB 接口硬件设计
• 3.3.2.1 USB 接口芯片
• 3.3.2.2 可编程I/O 硬件电路设计
• 3.3.2.3 端点多重缓存实现高速无间断数据传输
• 3.3.2.4 串行 I2C 总线电路设计
• 3.3.2.5 USB 固件程序设计
• 3.4 辅助电路的设计
• 3.4.1 系统供电电路设计
• 3.4.2 接口ESD 保护电路设计
• 3.4.3 FPGA 配置电路的设计
• 第四章 测试系统的软件设计
• 4.1 驱动程序的设计
• 4.2 动态链接库函数设计
• 4.3 应用软件的实现
• 第五章 测试系统的调试与测试
• 5.1 测试系统硬件调试
• 5.1.1 静态调试
• 5.1.2 动态调试及改进
• 5.2 调试中出现的问题和解决方法
• 第六章 结论
• 致谢
• 参考文献
• 附录
• 攻硕期间取得的研究成果