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一种基于TMS320F2811的多通道数据采集系统的设计与实现

作　者: 丁海松
导　师: 张道信
学　校: 安徽大学
专　业: 模式识别与智能系统
关键词: 多通道数据采集 TMS320F2811 TLC3548 多通道缓冲串口 CSerialPort类 上位机软件界面
分类号: TP274.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


数据采集的功能是采样传感器输出的模拟信号并将这采样信号准确的转换成处理器能分析处理的数字信号,是科学研究和生产活动中获取信息的关键部分。随着数字信号处理技术的快速发展,对数据采集的精度、采样速率和采样通道数等参数要求越来越高。为此,、本文设计了一种用DSP芯片来控制外围模数转换器工作的高速高精度多通道数据采集系统,并将采集到的数据通过串口通信传输到上位PC机进行显示和保存,上位机可以在线灵活的选择数据采集模式、起始通道和采样频率来控制下位机数据采集子系统的工作。在系统硬件设计方面,合理的选择了TI公司生产的TMS320F2811作为主控芯片,并对主控芯片的外围电源电路、时钟电路以及其他辅助外围电路进行了设计。通过比较,选择了TI公司推出的具有14位分辨率和8通道模拟信号输入端的TLC3548作为本系统的模数转换器,并根据需要对其外围电路进行了设计。在下位机软件程序设计方面,利用TI公司提供的DSP芯片开发环境CCS3.3完成了对下位机数据采集子系统的程序设计,主要包括主控芯片的初始化程序设计、控制模数转换器工作的程序设计、数据采集和数据传输等的程序设计。在上位机监控软件界面设计方面,利用Windows平台的Visual C++6.0软件开发工具,设计了一个上位机监控程序。上位机监控程序的功能模块包括控制串口通信的模块、控制下位机数据采集子系统工作的模块、数据波形显示和数据保存模块以及数据回放和采集系统的工作状态显示模块。在设计串行通信和数据波形显示功能模块过程中有效的利用了一个多线程串口编程工具CSerialPort类和虚拟示波器类Scope类。整个上位机监控软件界面具有界面友好,控制灵活等优点。在完成了整个系统的软硬件设计后,通过软硬件的联合调试,最后在实验结论当中给出本系统的测试结果,本多通道数据采集系统运行良好。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-6
目录  6-8
第一章 绪论  8-13
  1.1 数据采集的意义与任务  8-9
  1.2 国内外数据采集系统的发展和现状  9-10
  1.3 本课题的主要工作内容以及实际意义  10-11
  1.4 论文组织结构  11-12
  1.5 本章小结  12-13
第二章 多通道数据采集系统总体设计方案  13-22
  2.1 数据采集系统的概述  13-17
    2.1.1 数据采集系统的功能要求与性能指标  13-14
    2.1.2 数据采集系统的常见结构形式  14-17
  2.2 模数转换原理和数据采样定理  17-21
    2.2.1 模数转换原理  17-18
    2.2.2 数据采样定理  18-21
  2.3 本数据采集系统的总体方案  21
  2.4 本章小结  21-22
第三章 数据采集系统的硬件设计  22-37
  3.1 主控芯片的模块设计  22-28
    3.1.1 主控芯片的选型  22-25
    3.1.2 主控芯片的外围电路  25-28
  3.2 模数转换芯片的模块设计  28-33
    3.2.1 A/D转换芯片的选型  28-32
    3.2.2 A/D换芯片的外围电路  32-33
  3.3 数据传输模块设计  33-36
    3.3.1 串口通信  33-35
    3.3.2 串口转USB接口  35-36
  3.4 本章小结  36-37
第四章 系统的下位机数据采集软件设计  37-55
  4.1 TMS320F2811的软件程序开发环境  37-39
  4.2 TMS320F2811的软件模块程序设计  39-54
    4.2.1 系统初始化模块设计  39-48
    4.2.2 数据采集和数据传输模块设计  48-54
  4.3 本章小结  54-55
第五章 上位机软件界面设计  55-65
  5.1 软件简介  55-56
    5.1.1 软件开发环境  55-56
    5.1.2 界面软件总体结构  56
  5.2 串口编程和相关类的介绍  56-60
    5.2.1 串口编程  56-57
    5.2.2 CSerialPort类  57-60
    5.2.3 其他相关类  60
  5.3 软件界面功能介绍  60-64
  5.4 本章小结  64-65
第六章 系统测试和总结展望  65-72
  6.1 系统测试  65-70
  6.2 总结与展望  70-72
参考文献  72-75
致谢  75-76
攻读硕士期间发表的学术论文  76

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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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