DSP控制下多功能数据采集系统研究

论文题目: DSP控制下多功能数据采集系统研究

论文类型: 硕士论文

论文专业: 检测技术与自动化装置

作者: 宋恒力

导师: 董浩斌

关键词: 多功能,数据采集

文献来源: 中国地质大学

发表年度: 2005

论文摘要: DSP控制下的多功能数据采集系统，采用先进的DSP+CPLD结构，实现对多通道微弱信号的同步检测，多功能的模拟输入通道使系统使用起米更加灵活，系统不仅能测量信号的幅值还能测量各通道信号之间的相位差。系统不仅可以用于地球物理勘探中的地震、电法等干扰强、信号弱的环境，也可用于一般的工业测控对模拟信号的数据采集。这种可扩展性强、使用方便灵活、适用面广的数据采集系统是数据采集研究的方向，有广阔的应用前景。 本文简要介绍了DSP、CPLD在数据采集系统中的应用，总结了近年来数据采集技术的发展历程和发展方向，交代了系统研制的背景，给出了系统研制的目的和意义。针对地球物理仪器对数据采集系统的特殊要求，提出了系统实现的技术路线，设计了系统硬件和软什，给出了关键部分的电路图和软件源代码。 本数据采集系统的硬件系统分为两大部分：模拟部分和数字部分。其中模拟部分完成多通道的信号同步放大、采集、抗混叠滤波、工频陷波的功能；数字部分采用先进的DSP+CPLD结构，CPLD用于多通道时钟同步分配、地址／数据总线的分时控制，DSP是系统的控制核心，完成数字信号的处理以实现相位的实时测量，并提供上位机接口软件。论文详细论述了硬件电路的设计过程，分析了系统过去所用信号调理电路对信号相移的影响，改用近似线性相移的滤波器电路，给出了放大电路的完整电路图。作者自制了CPLD的下载电缆，实现了CPLD对16位串口模／数转换器的控制仿真，灵活的运用CPLD和RAM实现了人容量双口RAM在CPLD+DSP结构中的接口。详细分析了过去用硬件测相位误差大的原因，提出软件测相位差的方案。提供了DSP扩展外部存储器的方法，讨论了DSP与PC机的通讯接口设计，说明了DSP的上电引导方法，并结合自己的实践经验，总结了设计PCB时的抗干扰措施。 软件系统分为上位机软件和FFT两部分，其中FFT是本系统的关键，本文详细介绍了FFT的基本原理和数学依据，给出了FFT在DSP中的实现方法和部分源程序。上位PC机是整个系统的控制中心，其功能主要包括两个方面，一是为系统提供人机界面，二是通过与DSP串口通讯，下传采集参数和收集采样数据。本文给出了上位机的软件流程图和上位机控制可编程串行异步通信控制器(UART)8250的源程序。 论文就系统调试和测试方法方面进行研究，说明了对软、硬件的调试步骤，给出了对系统模拟信号调理电路的测试结果和FFT测相位差的精度分析。论文还结合实际讨论了DSP控制下的多功能数据采集系统在安全检测方面的应用，给出了X光机的硬件结构图和测量原理。

论文目录:

摘要

ABSTRACT

第一章 绪论

1.1 多功能数据采集系统的国内外研究现状

1.1.1 DSP的特点及其在数据采集中的应用

1.1.2 FPGA/CPLD技术在数据采集中的应用优势

1.1.3 数据采集技术的发展与应用

1.2 系统研制的意义和背景

1.2.1 系统研制的意义

1.2.2 系统研制的背景

第二章 系统硬件设计

2.1 系统整体方案

2.1.1 系统整体结构

2.1.1 系统整体布局

2.2 模拟输入通道的设计

2.2.1 软件可编程滤波器的设计

2.2.2 陷波器的设计

2.2.3 前放和主放的设计

2.2.4 串行模数转换器MAX195

2.3 CPLD硬件电路的设计

2.3.1 MAX7000S系列CPLD

2.3.2 EPM7128S的编程

2.3.3 EPM7128S与MAX195的接口

2.4 DSP硬件电路的设计

2.4.1 DSP相位差检测方法

2.4.2 TMS320C5402 DSP的存储器扩展

2.4.3 TMS320C5402 DSP与PC机的串口通讯

2.4.4 TMS320C5402 DSP的上电引导方法

第二章 系统软件设计

3.1 FFT的DSP实现

3.1.1 FFT算法的基本原理

3.1.2 FFT的DSP实现

3.2 上位机软件设计

3.1.1 上位机串口通讯程序

3.2.2 上位机程序流程图

3.2.3 上位机人机界面程序

第四章 系统调试与系统应用

4.1 系统调试

4.1.1 模拟信号调理板的调试

4.1.2 3.3V和5V混合逻辑设计

4.1.3 系统的PCB设计

4.2 基于DSP的数据采集系统在安检设备中的应用

第五章 结论与建议

致谢

参考文献

发布时间: 2007-01-12

参考文献

• [1].基于DSP的脑电信号采集系统的设计[D]. 江洪.安徽大学2005
• [2].名优茶采摘机械手的DSP图像与控制集成设计[D]. 徐张群.华中农业大学2018
• [3].基于DSP的异步电动机节能控制系统设计[D]. 李昌松.江苏师范大学2017
• [4].基于DSP的电牵引采煤机电控系统设计[D]. 夏宏波.西安科技大学2015
• [5].基于DSP的电动车用无刷直流电机控制系统研究[D]. 何硕彦.东南大学2016
• [6].基于DSP的无刷直流电机调速系统的设计[D]. 王艳.青岛大学2016
• [7].基于DSP的半导体激光器恒温控制器的研究[D]. 林振云.哈尔滨工业大学2013
• [8].基于DSP的光学转台伺服控制系统研究[D]. 邹宇汉.长春理工大学2014
• [9].数控系统中基于DSP和FPGA的运动控制器研究[D]. 蒋明柯.华南理工大学2013
• [10].基于DSP的电脑横机主控系统设计研究[D]. 孟泰.西安工程大学2012

相关论文

• [1].基于TMS320F2812的数据采集和滤波的研究与实现[D]. 刘昕祺.南京理工大学2007
• [2].基于PCI总线的DSP数据采集系统设计[D]. 赖晓斌.西南石油大学2006
• [3].基于USB2.0和DSP的数据采集处理系统[D]. 赵鑫.南京理工大学2006
• [4].基于DSP的高速数据采集与控制系统的设计与实现[D]. 张龙.西安电子科技大学2006
• [5].基于DSP和PC总线的高速数据采集系统的研制[D]. 许四湖.东南大学2006
• [6].基于DSP数据采集系统的开发[D]. 王军波.燕山大学2006
• [7].基于DSP的便携式数据采集系统设计[D]. 程菲菲.武汉理工大学2007
• [8].基于DSP的数据采集系统设计[D]. 陈阳.武汉理工大学2006
• [9].基于DSP的数据采集与处理系统的设计与实现[D]. 赵迎辉.西南交通大学2006
• [10].基于DSP技术的数据采集系统软件技术研究[D]. 郑国轴.浙江大学2002

标签：多功能论文;  数据采集论文;