| 【中文题名】 | 高速信号采集处理系统及其应用研究 |
| 【英文题名】 | Design & Applicational Research on High Speed Signal Acquisition and Processing System |
| 【学科专业】 | 信号与信息处理 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2006-9-22 |
| 【中关键词】 | 信号采集,实时性,AD,DA,DSP,USB接口 |
| 【英关键词】 | signal acquisition,real-time,A/D,D/A,DSP,USB interface,CPLD, |
| 【分类导航】 | 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 |
| 【论文摘要】 | 近年来，数字信号处理技术逐渐成为信号处理领域的主力，而高速信号采集处理对于任何数字信号处理系统来说是必不可少的。DSP以其在数字信号处理领域中独特的优越性，在数字信号处理中扮演越来越重要的角色；USB2.0则以其高数据传输率、使用方便、低成本、支持热插拔等特点，被广泛应用在外设与计算机的接口中。因此，本文以ADSP21160和USB2.0控制芯片ISP1581为基础，设计了一套多通道高速信号采集处理系统。本论文的主要工作和研究成果如下：
1．根据技术指标要求对系统中的采集回放模块、数据处理模块、计算机接口模块及逻辑控制模块进行了方案设计。最终选择由ADSP21160实现数据处理模块，由CPLD芯片EPM7128AE实现逻辑控制模块，以及由USB控制芯片ISP1581实现系统的接口模块，同时也完成了其他器件的选型。
2．在系统方案设计的基础上，进行信号采集处理系统的硬件设计。主要设计内容包括：信号调理电路设计、A／D芯片与DSP间的连接、D／A芯片与DSP间的连接、DSP的外部存储器设计、看门狗电路、JTAG电路、基于USB芯片ISP1581的接口电路设计以及电源层等。
... |
| 【论文题纲】 |
|
摘要 |
4-5 |
|
ABSTRACT |
5-9 |
|
第一章 绪论 |
9-16 |
|
1.1 课题背景及意义 |
9-10 |
|
1.2 数据采集卡的研究现状 |
10 |
|
1.3 论文采用的关键技术 |
10-14 |
|
1.3.1 数字信号处理器的发展 |
10-11 |
|
1.3.2 DSP芯片的特点 |
11-12 |
|
1.3.3 USB标准简介 |
12-13 |
|
1.3.4 USB性能特点及应用 |
13-14 |
|
1.4 本文的创新点 |
14 |
|
1.5 本文的主要内容 |
14-15 |
|
1.6 本章小结 |
15-16 |
|
第二章 信号采集处理系统方案设计 |
16-29 |
|
2.1 系统技术指标 |
16 |
|
2.2 数据采集系统框架 |
16-17 |
|
2.3 数据处理模块的方案设计 |
17-20 |
|
2.3.1 通用DSP与专用DSP |
18-19 |
|
2.3.2 两片备选DSP的比较 |
19-20 |
|
2.4 逻辑控制模块的方案设计 |
20-24 |
|
2.4.1 可编程逻辑器件的特点 |
21 |
|
2.4.2 可编程逻辑器件的原理 |
21-23 |
|
2.4.3 PLD器件的选取 |
23-24 |
|
2.5 接口模块的设计方案探讨 |
24-28 |
|
2.5.1 PCI接口方案 |
25-26 |
|
2.5.2 USB接口方案 |
26-28 |
|
2.5.3 两种接口模块方案的比较 |
28 |
|
2.6 本章小结 |
28-29 |
|
第三章 信号采集处理系统硬件设计 |
29-50 |
|
3.1 主要器件的选型 |
29-32 |
|
3.2 数据采集模块设计 |
32-35 |
|
3.2.1 信号调理电路设计 |
32-33 |
|
3.2.2 A／D转换电路设计 |
33-35 |
|
3.3 D／A转换电路设计 |
35-37 |
|
3.3.1 AD5545的工作时序 |
36 |
|
3.3.2 AD5545硬件设计 |
36-37 |
|
3.4 数据处理模块设计 |
37-44 |
|
3.4.1 ADSP21160的主要特点及性能 |
37-38 |
|
3.4.2 ADSP21160的重要管脚说明和连线设计 |
38-40 |
|
3.4.3 存储器设计 |
40-41 |
|
3.4.4 DSP程序加载 |
41-42 |
|
3.4.5 DSP看门狗电路设计 |
42-43 |
|
3.4.6 仿真接口JTAG设计 |
43-44 |
|
3.5 USB接口设计 |
44-47 |
|
3.5.1 ISP1581功能特性 |
44 |
|
3.5.2 ISP1581接口设置 |
44-46 |
|
3.5.3 ISP1581寄存器访问时序设计 |
46-47 |
|
3.6 电源层设计 |
47-49 |
|
3.6.1 DSP部分的电源设计 |
47-48 |
|
3.6.2 A／D、D／A部分电源设计 |
48 |
|
3.6.3 ISP1581电源电路设计 |
48-49 |
|
3.6.4 其它器件的电源设计 |
49 |
|
3.7 本章小结 |
49-50 |
|
第四章 信号采集处理系统软件设计 |
50-65 |
|
4.1 DSP程序开发工具及设计步骤 |
50-51 |
|
4.2 DSP软件实现的功能 |
51 |
|
4.3 数据采集处理的DSP程序设计 |
51-53 |
|
4.4 数据回放的DSP程序设计 |
53-57 |
|
4.4.1 ADSP21160串口的使用 |
53-55 |
|
4.4.2 数据回放的设计实现 |
55-57 |
|
4.5 ISP1581固件程序设计 |
57-60 |
|
4.6 CPLD程序开发 |
60-64 |
|
4.6.1 VHDL设计方法的优点及设计流程 |
60-62 |
|
4.6.2 CPLD程序设计 |
62-64 |
|
4.7 本章小结 |
64-65 |
|
第五章 系统的应用研究 |
65-74 |
|
5.1 信号采集处理系统的应用背景 |
65 |
|
5.2 主控板的工作原理 |
65-66 |
|
5.3 主控板的DSP软件设计 |
66-71 |
|
5.3.1 软件工作流程 |
66-67 |
|
5.3.2 链路口数据传输的实现 |
67-71 |
|
5.4 主控板的CPLD程序设计 |
71-73 |
|
5.5 本章小结 |
73-74 |
|
第六章 系统调试 |
74-82 |
|
6.1 系统硬件调试过程 |
74-78 |
|
6.1.1 电源部分调试和测试结果 |
75 |
|
6.1.2 系统时钟电路测试 |
75-76 |
|
6.1.3 JTAG口测试 |
76-77 |
|
6.1.4 ADSP21160的FLAG信号线 |
77-78 |
|
6.2 系统软件调试 |
78-81 |
|
6.2.1 VisualDSP++仿真环境 |
78-79 |
|
6.2.2 Quartus Ⅱ仿真环境 |
79 |
|
6.2.3 链路口调试 |
79-80 |
|
6.2.4 200k中断信号调试 |
80-81 |
|
6.3 本章小结 |
81-82 |
|
第七章 全文总结 |
82-83 |
|
参考文献 |
83-85 |
|
攻读硕士学位期间发表的学术论文 |
85-86 |
|
致谢 |
86-87 |
|
西北工业大学业 学位论文知识产权声明书 |
87 |
|
西北工业大学 学位论文原创性声明 |
87 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.379921 |
