学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

基于FPGA的数据采集系统

作 者: 徐龙飞
导 师: 李永红
学 校: 中北大学
专 业: 通信与信息系统
关键词: 数据采集 虚拟仪器 USB LABVIEW FPGA
分类号: TP274.2
类 型: 硕士论文
年 份: 2014年
下 载: 25次
引 用: 0次
阅 读: 论文下载
 

内容摘要


随着科技的进步和工业技术飞速发展,人们对数据采集的速度和精度的要求越来越高。在自动化生产,空气质量监测,导航系统控制中,我们都需要实时的获取各方面的参数,通过对数据的分析及时做出决策,由此达到正常的生产和生活的目的。本课题从实际需求出发,设计一种高速、高精度、实时性强的数据采集系统。相对于以往的数据采集系统,本课题主要是设计通用型的采集系统,可以按照需要整合成所需要的完成对各种数据采集任务。本次设计使用的主要是FPGA技术,采用FPGA的高速处理能力,控制外部的模数转换芯片的工作状态,并同时控制USB通信模块。对于最后的显示和控制部分采用PC技术,微型计算机的普及和进步为本系统的通用性提供了支持。在PC机上使用LABVIEW平台开发显示和控制界面。对于整个系统的控制,FPGA是服从上位机(PC机上的程序)的指令对FPGA前后两个模块进行控制的。由于对高速的数据采集系统的设计经验不足,本文使用的采集系统的结构对一般的系统构架进行了简化,主要是为了实现系统的高频采集和高速传输的性能。硬件电路设计有AD转换电路、FPGA硬件电路、USB通信电路。程序设计主要包括基于FPGA芯片的Quartus II程序设计、USB芯片的Keil程序设计和PC机上使用LABVIEW设计上位机程序界面。最后对系统进行了调试,对系统的各模块的功能作测试以及对整个系统的采集、传输、显示、控制作整体的测试。结果表明,该系统能够实现高频采集和高速传输的目的。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-8
第1章 绪论  8-13
  1.1 课题背景及研究意义  8-9
  1.2 课题研究现状和发展动态  9-13
第2章 系统总体方案设计  13-17
  2.1 FPGA 技术  13-15
    2.1.1 FPGA 简介  13-14
    2.1.2 FPGA 结构  14-15
  2.2 系统总体设计方案  15-16
  2.3 系统技术指标  16
  2.4 本章小结  16-17
第3章 硬件电路设计  17-34
  3.1 AD 转换模块  17-25
    3.1.1 采样定理  17-20
    3.1.2 量化与编码  20-22
    3.1.3 模数转换器(ADC)  22-25
  3.2 USB 接口电路设计  25-29
    3.2.1 USB 简介  25-26
    3.2.2 FX2 介绍  26-29
  3.3 FPGA 外围电路设计  29-33
    3.3.1 FPGA 下载电路  29-31
    3.3.2 复位电路  31-32
    3.3.3 时钟电路  32-33
  3.4 本章小结  33-34
第4章 系统程序设计  34-47
  4.1 FPGA 时序逻辑设计  34-41
    4.1.1 HDL 和 Quartus II  34-35
    4.1.2 AD 控制模块  35-36
    4.1.3 定制 FIFO 模块  36-39
    4.1.4 USB 控制模块  39-40
    4.1.5 系统控制模块  40-41
  4.2 USB 软件设计  41-42
  4.3 用户端应用程序设计  42-46
    4.3.1 LabVIEW 简介  43
    4.3.2 LabVIEW 开发平台介绍  43-45
    4.3.3 LabVIEW 的前面板设计  45-46
    4.3.4 LabVIEW 的程序图设计  46
  4.4 本章小结  46-47
第5章 系统测试  47-50
  5.1 系统测试  47-49
  5.2 本章小结  49-50
结论  50-51
参考文献  51-54
攻读硕士期间发表的论文  54-55
致谢  55-56

相似论文

  1. 基于WinCE平台的故障分析仪应用程序设计与开发,TP311.52
  2. 熔化极气体保护焊熔滴过渡图像分析系统,TG444
  3. 电子提花编织机电控系统设计,TS183
  4. 基于DSP的集成光栅细分数显装置的研制,TH822
  5. 光探针测量系统中瞄准信号的检测与处理的研究,TH74
  6. 基于FPGA的电磁超声检测系统的研究,TH878.2
  7. 基于LAH032.905标准的汽车点火线圈终检系统研究,U472.9
  8. 喷管羽流温度场测量系统的研制,V434
  9. 基于FPGA的五相PMSM驱动控制系统的研究,TM341
  10. LXI任意波形发生器研制,TM935
  11. 基于MODBUS的发电厂数据采集系统的研究,TM621
  12. 基于FPGA的射频功放数字预失真器设计,TN722.75
  13. 突发OFDM系统同步与信道估计算法及FPGA实现,TN919.3
  14. 直扩系统抗多径性能分析及补偿方法研究,TN914.42
  15. 电视制导系统中视频图像压缩优化设计及实现研究,TN919.81
  16. 基于FPGA的多用户扩频码捕获研究及硬件仿真,TN914.42
  17. 基于FPGA的数字图像处理基本算法研究与实现,TP391.41
  18. 基于FPGA的高速图像预处理技术的研究,TP391.41
  19. 基于信号完整性分析的高速数采卡设计,TP274.2
  20. 基于DSP的三维测头数据采集处理系统的研制,TP274.2
  21. 基于FPGA的高速数字图像采集与接口设计,TP274.2

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
© 2012 www.xueweilunwen.com