測試儀廣泛應用于國民經濟和國防建設的各個領域,是科研和生產不可或缺的重要裝備之一。其工作原理是由信號發生裝置向被測對象發送激勵信號,同時由信號采集與處理裝置通過傳感器采集被測對象的響應信號,并送到上位機進行數據分析和處理。本文研究采用靈活的現場可編程邏輯陣列FPGA為核心,協調整個儀器的運轉,并采用先進的USB總線技術,將信號發生、信號采集與處理有機地集成為一體的多功能測試儀。 本文的第一章介紹了測試儀及其研究應用現狀,根據儀器的成本、便攜性和通用性要求不斷提高的發展趨勢,提出了本課題的研究任務和關鍵技術; 第二章從硬件和軟件兩個方面討論了測試儀的總體設計方案,并且分別詳述了電源模塊、USB模塊、FPGA模塊、DSP模塊、A/D模塊、D/A模塊這六個功能模塊的硬件設計; 第三章討論了USB模塊相關的軟件設計,其中包含USB固件設計、驅動程序設計和客戶應用程序設計三個方面的內容,詳細論述了各部分軟件的架構和主要功能模塊的實現。 第四章討論了主控器FPGA的設計,是本文的核心部分。先從總體上介紹了FPGA的設計方案,然后從MCU模塊、信號采集模塊、信號發生模塊三部分具體描述了其實現方式。軟件設計上采用了模塊化的設計思想,使得結構清晰,可讀性強,易于進一步開發;并且靈活的使用了有限狀態機,大大提高了程序的穩定性和運行效率。 第五章介紹了DSP模塊的設計,討論了波形生成的原理及實現,并提出了與FPGA接口的方式。 第六章詳細描述了實驗的步驟和結果,分別從單通道采樣和多通道采樣兩方面實驗,驗證了儀器的性能和設計的可行性。
標簽:
FPGA
多功能
測試儀
上傳時間:
2013-06-25
上傳用戶:moqi