| 【中文题名】 | 基于USB2.0的数据采集和高分辨率谱分析 |
| 【英文题名】 | Data Acquisition and High Resolution Frequency Spectral Analysis System Based on USB2.0 |
| 【学科专业】 | 通信与信息系统 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2007-7-30 |
| 【中关键词】 | 数据采集,通用串行总线,功率谱估计,自相关矩阵,通用可编程接口, |
| 【英关键词】 | Data acquisition,USB2.0,Spectral estimate,Autocorrelation matrix,GPIF, |
| 【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】 |
在现代工业生产和科学研究中,对数据采集和频谱分析的要求日益提高,基于USB2.0总线的数据采集卡,由于其具有安装简单,即插即用,抗电磁干扰,不受计算机插槽的限制等优点逐渐得到广泛应用。此外,原来基于傅立叶变换的谱分析方法,由于受到观测点数的限制,无法达到高频谱分辨率,正逐渐被现代谱分析方法中的参数模型和特征值分解算法所取代。因此研究基于USB2.0的数据采集和高分辨率谱分析系统有着重要的理论与实践意义。
论文针对振动信号检测中数据采集和频谱分析的需要,设计了一种基于USB2.0的数据采集和谱分析系统。该系统能够多通道连续采样,单通道最高采样率可达400ksps,并具有结构简单、成本低、可靠性高等优点。
在硬件电路设计部分,论文首先分析了USB2.0数据传输的基本原理和USB2.0接口芯片CY7C68013的性能和特点,然后给出了具体硬件设计方案,并对AD7899的控制时序及硬件电路设计原理做了深入研究。
在软件设计方面,主要从四个方面阐述了该系统软件编程思想:一是配合外围逻辑电路实现最大传输速率和运行效率的固件程序编程;二是主机设备驱动程序和固件下载驱动程序;三是以动态链接库... |
| 【论文题纲】 |
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摘要 |
5-6 |
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Abstract |
6-10 |
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第1章 绪论 |
10-16 |
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1.1 本课题研究的目的和意义 |
10-11 |
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1.2 数据采集系统发展现状 |
11-12 |
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1.3 频谱分析发展现状 |
12-13 |
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1.4 数据采集系统功能和技术指标 |
13 |
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1.5 本文研究内容及论文结构 |
13-16 |
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第2章 基于USB2.0 总线的数据传输系统 |
16-27 |
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2.1 USB 系统和设备组成 |
16 |
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2.2 USB 总线的通信流和传输类型 |
16-20 |
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2.2.1 USB 的通信流和管道 |
16-18 |
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2.2.2 USB 的事务处理 |
18 |
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2.2.3 USB 的传输类型 |
18-20 |
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2.3 基于USB2.0 总线数据传输的优点 |
20-22 |
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2.3.1 USB2.0 数据帧 |
21 |
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2.3.2 USB2.0 端点缓冲区 |
21 |
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2.3.3 USB2.0 数据传输的优点 |
21-22 |
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2.4 USB2.0 接口芯片EZUSB-FX2 性能及特点 |
22-26 |
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2.4.1 FX 到FX2 转换 |
22-23 |
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2.4.2 CY7C68013 性能及特点 |
23-25 |
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2.4.3 CY7C68013 硬件电路设计注意事项 |
25-26 |
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2.5 本章小结 |
26-27 |
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第3章 数据采集系统硬件电路设计 |
27-38 |
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3.1 系统硬件设计基本思想 |
27-28 |
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3.2 A/D 转换芯片AD7899 性能及特点 |
28-30 |
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3.3 主要硬件电路连接原理 |
30-37 |
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3.3.1 A/D 转换芯片与异步FIFO 存储器连接 |
30-31 |
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3.3.2 CY7C68013 与异步FIFO 存储器连接 |
31-34 |
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3.3.3 基于EPM3064CPLD 主要逻辑电路设计 |
34-37 |
|
3.4 本章小结 |
37-38 |
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第4章 数据采集系统软件设计 |
38-50 |
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4.1 USB 固件程序设计 |
38-42 |
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4.1.1 主程序设计 |
39-40 |
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4.1.2 数据采集控制子程序 |
40-42 |
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4.2 USB 驱动程序设计 |
42-46 |
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4.2.1 基于WDM 驱动程序概述 |
42-43 |
|
4.2.2 固件下载驱动程序 |
43 |
|
4.2.3 USB 设备驱动程序 |
43-45 |
|
4.2.4 INF 文件编写 |
45-46 |
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4.3 数据采集应用程序设计 |
46-49 |
|
4.3.1 动态连接库DLL 编写 |
46-48 |
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4.3.2 主机数据采集演示软件 |
48-49 |
|
4.4 本章小结 |
49-50 |
|
第5章 高分辨率谱估计算法的研究 |
50-63 |
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5.1 经典谱估计与现代谱估计性能分析 |
50-55 |
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5.2 改进谱分析算法 |
55-57 |
|
5.2.1 自相关函数阵性质 |
55-56 |
|
5.2.2 高分辨率谱估计算法 |
56-57 |
|
5.3 计算机仿真 |
57-60 |
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5.4 频谱分析软件 |
60-62 |
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5.5 本章小结 |
62-63 |
|
结论 |
63-64 |
|
参考文献 |
64-68 |
|
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果 |
68-69 |
|
致谢 |
69-70 |
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作者简介 |
70 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.383844 |
