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基于SOPC技术的多路数据采集系统的设计与实现
作 者: 张慧
导 师: 刘映杰; 赵峰
学 校: 兰州大学
专 业: 电子与通信工程
关键词: SOPC NiosⅡ 多路数据采集
分类号: TP274.2
类 型: 硕士论文
年 份: 2013年
下 载: 42次
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内容摘要
随着信息领域各技术的发展,数据采集方面也取得了长足的进步,采集数据的信息化是目前社会发展的主流方向,各种领域都用得到数据采集,例如:石油勘探、地震数据采集等。随着实时测控系统被广泛的应用,以嵌入式为核心的数据采集系统己在测控领域中占到统治地位。本文研究如何利用SOPC技术来设计实现多路数据采集系统。嵌入式软核处理器、采集数据处理部分和LCD显示是系统设计中的三个重要部分。系统中嵌入式软核CPU的设计,运用NiosⅡ嵌入式软核处理器控制数据采集系统工作,达到系统设计任务和要求。本文根据嵌入式系统的发展现状,利用SOPC技术的特点,将处理器与存储器以及I/O接口、硬件协处理器和普通的用户逻辑等功能模块在一个FPGA芯片里集成,从而构建一个可编程的片上系统。然后利用此技术在FPGA芯片上进行Nios II软核处理器以及相关的接口模块配置从而完成系统主要硬件电路,结合系统的软件设计来控制硬件。利用Quartus II来完成Nios II系统的综合硬件优化、适配、编程下载以及硬件系统、测试工作;再用SOPC Builder实现Nios Ⅱ系统的配置、生成;Modelsim对SOPC生成的Nios Ⅱ系统的HDL描述进行系统功能仿真;用Nios ⅡIDE进行软件开发、调试及运行;最后用LED来进行采集数据的显示。
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全文目录
中文摘要 3-4 Abstract 4-7 第一章 绪论 7-10 1.1 概述 7 1.2 国内外的研究现状 7-8 1.3 论文选题背景 8-9 1.4 论文的主要内容 9-10 第二章 基于SOPC技术多路数据采集系统设计 10-18 2.1 SOPC多路数据采集系统结构 10-11 2.2 NiosⅡ嵌入式软核处理器系统 11-14 2.2.1 NiosⅡ处理器 11-13 2.2.2 NiosⅡ系统的外部设备 13-14 2.3 片上系统总线 14-17 2.3.1 片上总线的特点 14-15 2.3.2 Avalon总线 15-17 2.4 本章小结 17-18 第三章 SOPC多路数据采集系统的硬件设计 18-30 3.1 SOPC系统的整体设计流程 18-19 3.2 SOPC系统的开发工具 19-21 3.2.1 QuartusⅡ9.0 19-20 3.2.2 SOPC Builder 20-21 3.2.3 NiosⅡ IDE 21 3.3 NIOSⅡ处理器核心板电路 21-26 3.3.1 FPGA 22-23 3.3.2 存储电路 23-24 3.3.3 时钟电路 24-25 3.3.4 电源电路 25 3.3.5 配置电路 25-26 3.4 前端信号调整电路 26-29 3.4.1 衰减和放大电路 27 3.4.2 滤波器电路 27-28 3.4.3 衰减器 28 3.4.4 放大器 28 3.4.5 D/A转换电路 28-29 3.5 实时时钟电路 29 3.6 本章小结 29-30 第四章 SOPC多路数据采集系统的软件设计 30-38 4.1 多路采集系统的开发流程 30 4.2 开发系统设计步骤 30-33 4.3 IDE开发 33-35 4.4 功能模块调试 35-37 4.4.1 串口功能调试 35 4.4.2 SDRAM读写调试 35-36 4.4.3 Flash的读写调试 36-37 4.5 系统仿真图形 37 4.6 本章小结 37-38 第五章 总结及展望 38-40 5.1 总结 38-39 5.2 展望 39-40 参考文献 40-41 在学期间的研究成果 41-42 致谢 42
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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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