核地球物理勘探是集核探測技術、電子技術、計算機技術為一體,能夠快速、準確地分析出核素的相關信息及參數的一門綜合性很強的學科。目前己廣泛應用于鈾礦勘探、地質填圖、油氣勘測以及尋找各種金屬和非金屬礦產等諸多領域。其中核地球物理數據的采集和處理是核地球物理勘探研究的重要課題之一,它將直接對測量結果產生影響。 本系統設計是架構在基于ARM7TDMI核的16/32位處理器S3C44BOX的硬件基礎上,移植了嵌入式μCLinux操作系統、JFFS2文件系統、以及MiniGUI圖形開發庫。通過利用S3C44BOX處理器快速的運算速度、豐富的外圍設備和嵌入式μCLinux操作系統及其豐富的軟件資源,編寫了系統引導代碼、集成了LCD、MCA硬件設備的驅動程序、開發了GPS、GPRS應用程序。本論文研究成果主要有: 1.研制了基于高端的16/32位ARM7TDMI處理器S3C44BOX為控制核心、外圍電路帶有LCD顯示以及時鐘和存儲電路的核數據采集系統。該系統能夠穩定運行在60MHz頻率,無需上位機,用戶就可與之進行交互工作,能夠獨立完成能譜數據的采集、分析、存儲等功能。系統具有低功耗、小型化、高性價比等特點。 2.實現了嵌入式μCLinux操作系統在采集系統上的移植。隨著嵌入式系統的迅速發展,嵌入式操作系統在核儀器研制中的應用不僅能夠提高系統的穩定性,而且通過充分利用Linux豐富的軟件資源,能夠快速的完成系統的定制和開發,構建復雜的軟件系統。 3.實現了基于μCLinux的JFFS2嵌入式文件系統的移植,安全可靠的管理了系統引導代碼、#CLinux操作系統內核映象文件、譜處理程序和數據等。 4.初步實現了GPS定位、GPRS數據無線傳輸的功能。
標簽: CLinux ARM 地球 物理
上傳時間: 2013-04-24
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研究如何將當前流行的嵌入式技術應用于工業領域中的數據采集與記錄方面,是當今工業過程測量控制領域發展的一個必然方向。 本論文所設計完成的嵌入式工業過程數據采集與記錄系統,是以32位ARM7微處理器S3C44B0X為核心,取代了傳統的單片機,并且引入了μClinux多任務實時操作系統。采集到的工業現場的實時數據,經A/D轉換等步驟處理后,顯示在高分辨率的彩色LCD上。在MiniGUI的支持下,通過豐富的圖形界面功能,以曲線或表格的形式顯示工業現場實時數據的變化趨勢,具有良好的人機界面。輸入功能通過點擊觸摸屏來實現,可以像使用Windows操作系統一樣,點擊菜單、滾動條、列表框、按鈕等控件以完成相應的操作。數據的記錄完全脫離PC機,顯示在LCD上的數據,可以實時的以文件的形式存儲在Nand Flash中,必要的時候通過USB接口用U盤導出。μClinux操作系統中移植了BOA網絡服務器和CGI腳本程序,因此具有動態Web監控功能,用戶可以在PC機上的瀏覽器中通過網絡隨時監測工業現場的實時數據。 經過測試,該系統可以穩定可靠的運行,完全實現了工業現場數據的實時采集、人性化顯示、規范化操作、脫機化記錄和網絡化監測等一系列功能,取代了傳統的底層智能儀表搭配PC機的構架,將其功能合二為一,對工業企業的技術進步和生產過程的現代化有著重要的作用。
標簽: ARM 嵌入式 工業過程 數據采集
上傳時間: 2013-07-18
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根據機械電子工程類專業測控實驗教學平臺數據采集的需要,在綜合考慮成本和性能基礎上,提出以為主處理芯片的數據采集卡設計方案。 該方案的主要特點是,使用基于ARM7TDMI內核的,工作主頻最高可達44MHz;內置高性能的ADC和DAC模塊,采樣速度最高可達1MSPS,采樣精度為12位;模擬信號輸入通道最多可達16路,模擬信號輸出通道最高可達4路;具有豐富的外設資源可以使用,GPIO口數目最高可達40個。 在設計中采用了模塊化思想,將系統分為四個功能模塊:主模塊的功能是控制ADC進行信號采集和DAC進行模擬信號輸出;模擬信號模塊的作用是對傳感器輸入信號和DAC輸出波形進行簡單的調理;數字信號模塊引出32路數字I/O口,可用于需要采集數字量的場合;JTAG模塊可進行程序的調試和下載,對于數據采集卡的二次開發有很大的作用。 在本數據采集卡上,嘗試進行了μC/OSⅡ操作系統的移植,成功實現了四個任務的管理。在實際應用中,工作數小時仍可保持正常的運行。 為檢驗數據采集卡的串口通訊能力,利用LabVIEW程序讀取下位機串口發送的已采集到的數據,進行波形圖繪制。 為檢驗本數據采集卡的ADC和DAC精度,設計實驗利用DAC輸出波形,并利用ADC將采集到的波形通過LabVIEW顯示,測量結果顯示兩者電壓值誤差均在可允許的3LSB(Least Significant Bit)范圍內,表明本數據采集卡已基本實現預期設計指標。
標簽: ARM 數據采集卡
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本文從總體方案、硬件電路、軟件程序、性能測試等幾個方面詳細地闡述了基于FPGA與USB2.0的數據采集系統。采集系統選用高采樣率低噪聲的12位AD轉換芯片進行AD轉換電路設計;借助頻率高、內部時延小的FPGA芯片實現USB固件并以此控制USB接口芯片,通過乒乓的方式對采樣數據進行緩存,提高了系統數據吞吐能力;運用USB2.0標準的接口芯片為整個采集系統提供USB的通信能力。采用集成度較高的FPGA芯片作為系統控制核心,降低了設計難度,提高了系統穩定性,同時還減小了設備體積。
標簽: FPGA 2.0 USB 數據采集
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本文研究基于ARM與FPGA的高速數據采集系統技術。論文完成了ARM+FPGA結構的共享存儲器結構設計,實現了ARMLinux系統的軟件設計,包括觸摸屏控制、LCD顯示、正弦插值算法設計以及各種顯示算法設計等。同時進行了信號的高速采集和處理的實際測試,對實驗測試數據進行了分析。 論文分別從軟件和硬件兩方面入手,闡述了基于ARM處理器和FPGA芯片的高速數據采集的硬件系統設計方法,以及基于ARMLinux操作系統的設備驅動程序設計和應用程序設計。 硬件方面,在FPGA平臺上,我們首先利用乒乓操作的方式將一路高速數據信號轉換成頻率為原來頻率1/4的4路低速數據信號,再將這四路數據分別存儲到4個FIFO中,然后再對這4個FIFO中的數據拼接并存儲在FPGA片上的雙端口雙時鐘RAM中,最后將FPGA的雙端口雙時鐘RAM掛載到ARM系統的總線上,實現了ARM和FPGA共享存儲器的系統結構,使ARM處理器可以直接讀取這個雙端口雙時鐘的RAM中的數據,從而大大提高了數據采集與處理的效率。在采樣頻率控制電路設計方面,我們通過使FIFO的數據存儲時鐘降低為標準狀態下的1/n實現數據采集頻率降為標準狀態的1/n,從而實現了由FPGA控制的可變頻率的數據采集系統。 軟件方面,為了更有效地管理和拓展系統功能,我們移植了ARMLinux操作系統,并在S3C2410平臺上設計實現了基于Linux操作系統的觸摸屏驅動程序設計、LCD驅動程序移植、自定義的FPGA模塊驅動程序設計、LCD顯示程序設計、多線程的應用程序設計。應用程序能夠控制FPGA數據采集系統工作。 在前端采樣頻率為125MHz情況下,系統可以正常工作。能夠實現對頻率在5MHz以下的信號波形的直接顯示;對5MHz至40MHz的信號,使用正弦插值算法進行處理,顯示效果良好。同時這種硬件結構可擴展性強,可以在此基礎上實現8路甚至16路緩沖的系統結構,可以使系統支持更高的采樣頻率。
標簽: FPGA ARM 高速數據 采集
上傳時間: 2013-07-04
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本文通過對一臺工業儀表通信協議進行分析,介紹了用VB6.0開發微機實時數據采集程序的編程技術。關鍵詞:VB;MSComm控件;通信協議;實時;數據采集Abstract: The pap
標簽: 實時數據采集 程序設計
上傳時間: 2013-06-03
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隨著信息技術和電子技術的進步和日益成熟,計算機數據采集技術得到了廣泛應用。由于ISA數據采集卡的固有缺陷,PCI接口的數據采集卡將逐漸取代ISA數據采集卡,成為數據采集的主流。為了簡化PCI數據采集卡結構,提高數據采集可靠性,本文研究并開發了一種基于FPGA的PCI結構的數據采集卡系統。 論文對PCI對目標設備數據采集卡實現的原理和方法進行了深入研究,設計了基于FPGA的PCI數據采集卡的硬件電路,通過在FPGA中嵌入了PCI目標設備的IP核與用戶邏輯部分,構成了SOPC系統。使用Verilog硬件描述語言設計并實現了FPGA內部采集數據管理、數據管理寄存器和FIFO數據緩沖隊列等模塊電路。利用ModelSim對PCI系統進行了仿真。完成了系統硬件電路PCB板的設計,最終制作了PCI數據采集卡。 論文針對PCI結構的數據采集卡系統軟件需求,研究了WDM設備驅動軟件、Windows環境的簡易虛擬示波器以及簡易虛擬邏輯儀實現原理和方法。利用DriverStudio+Windows DDK for XP+VC6的軟件平臺,開發了WDM設備驅動程序。實現了Windows環境的簡易虛擬示波器,和簡易虛擬邏輯儀。系統測試結果表明該系統設計正確,系統運行穩定,功能和指標達到了設計要求。
標簽: FPGA PCI 數據采集卡
上傳時間: 2013-07-22
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隨著科學技術水平的不斷提高,在科研和生產過程中為了更加真實的反映被測對象的性質,對測試系統的性能要求越來越高。傳統的測試裝置,由于傳輸速度低或安裝不便等問題已不能滿足科研和生產的實際需要。USB技術的出現很好的解決了上述問題。USB總線具有支持即插即用、易于擴展、傳輸速率高(USB2.0協議下為480Mbps)等優點,已逐漸得到廣泛的應用。 本課題研究并設計了一套基于USB2.0的數據采集系統。論文首先詳細介紹了USB總線協議,然后從系統的總體結構、硬件電路、軟件程序以及系統性能檢測等幾個方面,詳細闡述了系統的設計思想和實現方案。系統采用雙12位A/D轉換器,提供兩條模擬信號通道,可以同時采集雙路信號,最高的采樣率為200KHz。USB接口芯片采用Cypress公司的CY7C68013。論文詳細介紹了其在SlaveFIFO接口模式下的電路設計和程序設計。系統應用FPGA芯片作系統的核心控制,控制系統的數據采集和與USB接口芯片的數據交換,并產生其中的邏輯控制信號和時序信號。同時應用FPGA芯片作系統的核心控制可提高了系統穩定性、減小設備的體積。系統的軟件設計,主要包括FPGA芯片中的邏輯、時序控制程序、8051固件程序、客戶應用程序及其驅動程序。客戶端選擇了微軟的Visual Studio6.0 C++作開發平臺,雖然增加了復雜程度,但是軟件執行效率及重用性均得到提高。 最后,應用基于USB2.0的數據采集系統測試標準信號及電木的導熱系數,以驗證測試系統的可靠信與準確性。
標簽: FPGA USB 接口 數據采集
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本文分析了當代高精度地震勘探數據采集系統的發展現狀,研究了數據采集的A/D方法及理論、現場可編程門陣列(Field Programmable GateArray,FPGA)技術的發展及原理,串口通信的原理及實現。在此基礎上,探討了采用FPGA控制24位△∑模數轉換器來實現高精度地震勘探數據采集系統的實現思路,對探測傳感器或檢波器后端數據采集系統的信號A/D轉換、FPGA與外部接口設計、串口數據通信做了詳細的研究,尤其是在用FPGA來完成與外部ADC的接口控制上做了深入的開發和設計,整個接口控制模塊采用VHDL語言編寫,并同時將ROM、FIFO等數字邏輯模塊一起集成到一片FPGA芯片當中,并在Quartus Ⅱ6.0的開發平臺上通過了軟件仿真,時序仿真結果達到了系統要求。
標簽: 高精度 地震勘探 數據采集系統
上傳時間: 2013-05-21
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論述了AD574逐次逼近型12位模數轉換器的原理、應用以及與單片機所構成的數據采集系統,分析了系統的硬件、軟件結構和具體操作,給出了AD574與AT89C51單片機的接口線路圖.
標簽: 574 AD 數據采集 中的應用
上傳時間: 2013-05-23
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