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多通道<b>信号采集</b>

  • 基于FPGA的数据采集与处理技术的研究.rar

    目前,数字信号处理广泛应用于通信、雷达、声纳、语音与图像处理等领域,信号处理算法理论己趋于成熟,但其具体硬件实现方法却值得探讨。FPGA是近年来广泛应用的超大规模、超高速的可编程逻辑器件,由于其具有高集成度、高速、可编程等优点,大大推动了数字系统设计的单片化、自动化,缩短了单片数字系统的设计周期、提高了设计的灵活性和可靠性,在超高速信号处理和实时测控方面有非常广泛的应用。本文对FPGA的数据采集与处理技术进行研究,基于FPGA在数据采样控制和信号处理方面的高性能和单片系统发展的新热点,把FPGA作为整个数据采集与处理系统的控制核心。主要研究内容如下: FPGA的单片系统研究。针对数据采集与处理,对FPGA进行选型,设计了基于FPGA的单片系统的结构。把整个控制系统分为三个部分:多通道采样控制模块,数据处理模块,存储控制模块。 多通道采样控制模块的设计。利用4片AD7506和一片AD7862对64路模拟量进行周期采样,分别设计了通道选择控制模块和A/D转换控制模块,并进行了仿真,完成了基于FPGA的多通道采样控制。 数据处理模块的设计。FFT算法在数字信号处理中占有重要的地位,因此本文研究了FFT的硬件实现结构,提出了用FPGA实现FFT的一种设计思想,给出了总体实现框图。分别设计了旋转因子复数乘法器,碟形运算单元,存储器,控制器,并分别进行了仿真。重点设计实现了FFT算法中的蝶形处理单元,采用了一种高效乘法器算法设计实现了蝶形处理单元中的旋转因子乘法器,从而提高了蝶形处理器的运算速度,降低了运算复杂度。理论分析和仿真结果表明,状态机控制器成功地对各个模块进行了有序、协调的控制。 存储控制模块的设计。利用闪存芯片K9K1G08UOA对采集处理后的数据进行存储,设计了FPGA与闪存的硬件连接,设计了存储控制模块。 本文对FFT算法的硬件实现进行了研究,结合单片系统的特点,把整个系统分为多通道采样控制模块,数据处理模块,存储控制模块进行设计和仿真。设计采用VHDL编写程序的源代码。仿真测试结果表明,此FPGA单片系统可完成对实时信号的高速采集与处理。

    标签: FPGA 数据采集 处理技术

    上传时间: 2013-04-24

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  • 基于ARM的远程数据采集传输系统

    在实际工程中,往往有大量分布广泛的现场数据需要远程采集传输。数据采集传输系统已经在实现自动化过程中发挥了重大作用。但还存在采集通道少、速率低、数据传输方式不灵活,操作复杂,对测试环境要求较高等问题。如何建立起新一代灵活、高效、高速、多通道、实用性强、覆盖面广、适应复杂监测环境的数据采集传输系统成为一个重要的工程问题。 随着社会的发展和进步,环境和生态的恶化越来越明显,日益威胁着人类的生存和发展。环境监测是环境保护的重要组成部分和基础性工作。国家环保部于2008年制定了《污染源在线自动监控(监测)数据采集传输仪技术要求标准》。本文在分析数据采集传输系统研究现状和发展趋势的基础上,依照该标准,研究了一种多种信号标准兼容,多种采集通道可选的环境监测用数据采集传输系统。课题来源于济南大陆机电有限公司委托科研项目(项目编号:W0624)。本文主要进行了以下工作: (1)分析研究数据采集传输系统的重要意义。调研数据采集传输系统的研究现状和发展趋势。分析环境监测用数据采集传输系统的特点。 (2)以国家环境保护部制定的《污染源在线自动监控(监测)数据采集传输仪技术要求标准》为依据,分析了环境监测用数据采集传输系统的特殊功能需求,制定了系统技术参数。为解决系统核心板与功能板架构存在的接口防震性差,系统不稳定等问题,提出功能主板与扩展接口板的系统架构。选用ARM9处理器S3C2440和嵌入式linux操作系统。 (3)以开发达到环保标准的数据采集传输系统为目标,进行了系统硬件设计制作。分析了系统的地址空间。详细分析了系统的扩展接口分配和地址空间分配,避免了总线等硬件资源的冲突。基于系统功能主板的总线扩展接口和GPIO扩展接口扩展了开关量采集单元、开关量输出单元、串口单元、模拟量采集单元、人机交互单元等功能单元等电路。设计制作了印制电路板。 (4)研究嵌入式linux开发过程,分析嵌入式linux驱动与应用程序架构。构建了交叉的嵌入式linux开发环境。对环境监测用数据采集传输系统的特定功能单元进行软件开发。主要进行了总线操作、模拟量采集、RS-232串口数据传输、GPRS数据传输、智能仪表的RS-485通讯等驱动应用程序开发。

    标签: ARM 远程数据采集 传输系统

    上传时间: 2013-07-10

    上传用户:klds

  • 基于ARM的数据采集卡研制

    根据机械电子工程类专业测控实验教学平台数据采集的需要,在综合考虑成本和性能基础上,提出以为主处理芯片的数据采集卡设计方案。 该方案的主要特点是,使用基于ARM7TDMI内核的,工作主频最高可达44MHz;内置高性能的ADC和DAC模块,采样速度最高可达1MSPS,采样精度为12位;模拟信号输入通道最多可达16路,模拟信号输出通道最高可达4路;具有丰富的外设资源可以使用,GPIO口数目最高可达40个。 在设计中采用了模块化思想,将系统分为四个功能模块:主模块的功能是控制ADC进行信号采集和DAC进行模拟信号输出;模拟信号模块的作用是对传感器输入信号和DAC输出波形进行简单的调理;数字信号模块引出32路数字I/O口,可用于需要采集数字量的场合;JTAG模块可进行程序的调试和下载,对于数据采集卡的二次开发有很大的作用。 在本数据采集卡上,尝试进行了μC/OSⅡ操作系统的移植,成功实现了四个任务的管理。在实际应用中,工作数小时仍可保持正常的运行。 为检验数据采集卡的串口通讯能力,利用LabVIEW程序读取下位机串口发送的已采集到的数据,进行波形图绘制。 为检验本数据采集卡的ADC和DAC精度,设计实验利用DAC输出波形,并利用ADC将采集到的波形通过LabVIEW显示,测量结果显示两者电压值误差均在可允许的3LSB(Least Significant Bit)范围内,表明本数据采集卡已基本实现预期设计指标。

    标签: ARM 数据采集卡

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:bruce

  • 基于FPGA的多功能测试仪的开发

    测试仪广泛应用于国民经济和国防建设的各个领域,是科研和生产不可或缺的重要装备之一。其工作原理是由信号发生装置向被测对象发送激励信号,同时由信号采集与处理装置通过传感器采集被测对象的响应信号,并送到上位机进行数据分析和处理。本文研究采用灵活的现场可编程逻辑阵列FPGA为核心,协调整个仪器的运转,并采用先进的USB总线技术,将信号发生、信号采集与处理有机地集成为一体的多功能测试仪。 本文的第一章介绍了测试仪及其研究应用现状,根据仪器的成本、便携性和通用性要求不断提高的发展趋势,提出了本课题的研究任务和关键技术; 第二章从硬件和软件两个方面讨论了测试仪的总体设计方案,并且分别详述了电源模块、USB模块、FPGA模块、DSP模块、A/D模块、D/A模块这六个功能模块的硬件设计; 第三章讨论了USB模块相关的软件设计,其中包含USB固件设计、驱动程序设计和客户应用程序设计三个方面的内容,详细论述了各部分软件的架构和主要功能模块的实现。 第四章讨论了主控器FPGA的设计,是本文的核心部分。先从总体上介绍了FPGA的设计方案,然后从MCU模块、信号采集模块、信号发生模块三部分具体描述了其实现方式。软件设计上采用了模块化的设计思想,使得结构清晰,可读性强,易于进一步开发;并且灵活的使用了有限状态机,大大提高了程序的稳定性和运行效率。 第五章介绍了DSP模块的设计,讨论了波形生成的原理及实现,并提出了与FPGA接口的方式。 第六章详细描述了实验的步骤和结果,分别从单通道采样和多通道采样两方面实验,验证了仪器的性能和设计的可行性。

    标签: FPGA 多功能 测试仪

    上传时间: 2013-06-25

    上传用户:moqi

  • 基于FPGA的数据采集与处理技术的研究

    目前,数字信号处理广泛应用于通信、雷达、声纳、语音与图像处理等领域,信号处理算法理论己趋于成熟,但其具体硬件实现方法却值得探讨。FPGA是近年来广泛应用的超大规模、超高速的可编程逻辑器件,由于其具有高集成度、高速、可编程等优点,大大推动了数字系统设计的单片化、自动化,缩短了单片数字系统的设计周期、提高了设计的灵活性和可靠性,在超高速信号处理和实时测控方面有非常广泛的应用。本文对FPGA的数据采集与处理技术进行研究,基于FPGA在数据采样控制和信号处理方面的高性能和单片系统发展的新热点,把FPGA作为整个数据采集与处理系统的控制核心。主要研究内容如下: FPGA的单片系统研究。针对数据采集与处理,对FPGA进行选型,设计了基于FPGA的单片系统的结构。把整个控制系统分为三个部分:多通道采样控制模块,数据处理模块,存储控制模块。 多通道采样控制模块的设计。利用4片AD7506和一片AD7862对64路模拟量进行周期采样,分别设计了通道选择控制模块和A/D转换控制模块,并进行了仿真,完成了基于FPGA的多通道采样控制。 数据处理模块的设计。FFT算法在数字信号处理中占有重要的地位,因此本文研究了FFT的硬件实现结构,提出了用FPGA实现FFT的一种设计思想,给出了总体实现框图。分别设计了旋转因子复数乘法器,碟形运算单元,存储器,控制器,并分别进行了仿真。重点设计实现了FFT算法中的蝶形处理单元,采用了一种高效乘法器算法设计实现了蝶形处理单元中的旋转因子乘法器,从而提高了蝶形处理器的运算速度,降低了运算复杂度。理论分析和仿真结果表明,状态机控制器成功地对各个模块进行了有序、协调的控制。 存储控制模块的设计。利用闪存芯片K9K1G08UOA对采集处理后的数据进行存储,设计了FPGA与闪存的硬件连接,设计了存储控制模块。 本文对FFT算法的硬件实现进行了研究,结合单片系统的特点,把整个系统分为多通道采样控制模块,数据处理模块,存储控制模块进行设计和仿真。设计采用VHDL编写程序的源代码。仿真测试结果表明,此FPGA单片系统可完成对实时信号的高速采集与处理。

    标签: FPGA 数据采集 处理技术

    上传时间: 2013-07-06

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  • 期刊论文:基于声卡的LabVIEW数据采集与分析系统设计

    ·论文摘要:利用声卡DSP技术和LabVIEW多线程技术,提出了一种基于声卡的数据采集与分析的廉价设计方案,具有实现简单、界面友好、性能稳定可靠等优点。在LabVIEW环境中实现了音频信号的采集分析及数据存盘重载。PC上配置多块声卡即可构成实时、高信噪比的多通道数据采集系统。可以推广到语音识别、环境噪声监测和实验室测量等多种领域,应用前景广阔。

    标签: LabVIEW 论文 声卡

    上传时间: 2013-06-18

    上传用户:changeboy

  • MSP430系列超低功耗16位单片机原理与应用

    MSP430系列超低功耗16位单片机原理与应用TI公司的MSP430系列微控制器是一个近期推出的单片机品种。它在超低功耗和功能集成上都有一定的特色,尤其适合应用在自动信号采集系统、液晶显示智能化仪器、电池供电便携式装置、超长时间连续工作设备等领域。《MSP430系列超低功耗16位单片机原理与应用》对这一系列产品的原理、结构及内部各功能模块作了详细的说明,并以方便工程师及程序员使用的方式提供软件和硬件资料。由于MSP430系列的各个不同型号基本上是这些功能模块的不同组合,因此,掌握《MSP430系列超低功耗16位单片机原理与应用》的内容对于MSP430系列的原理理解和应用开发都有较大的帮助。《MSP430系列超低功耗16位单片机原理与应用》的内容主要根据TI公司的《MSP430 Family Architecture Guide and Module Library》一书及其他相关技术资料编写。  《MSP430系列超低功耗16位单片机原理与应用》供高等院校自动化、计算机、电子等专业的教学参考及工程技术人员的实用参考,亦可做为应用技术的培训教材。MSP430系列超低功耗16位单片机原理与应用 目录  第1章 MSP430系列1.1 特性与功能1.2 系统关键特性1.3 MSP430系列的各种型号??第2章 结构概述2.1 CPU2.2 代码存储器?2.3 数据存储器2.4 运行控制?2.5 外围模块2.6 振荡器、倍频器和时钟发生器??第3章 系统复位、中断和工作模式?3.1 系统复位和初始化3.2 中断系统结构3.3 中断处理3.3.1 SFR中的中断控制位3.3.2 外部中断3.4 工作模式3.5 低功耗模式3.5.1 低功耗模式0和模式13.5.2 低功耗模式2和模式33.5.3 低功耗模式43.6 低功耗应用要点??第4章 存储器组织4.1 存储器中的数据4.2 片内ROM组织4.2.1 ROM表的处理4.2.2 计算分支跳转和子程序调用4.3 RAM与外围模块组织4.3.1 RAM4.3.2 外围模块--地址定位4.3.3 外围模块--SFR??第5章 16位CPU?5.1 CPU寄存器5.1.1 程序计数器PC5.1.2 系统堆栈指针SP5.1.3 状态寄存器SR5.1.4 常数发生寄存器CG1和CG2?5.2 寻址模式5.2.1 寄存器模式5.2.2 变址模式5.2.3 符号模式5.2.4 绝对模式5.2.5 间接模式5.2.6 间接增量模式5.2.7 立即模式5.2.8 指令的时钟周期与长度5.3 指令集概述5.3.1 双操作数指令5.3.2 单操作数指令5.3.3 条件跳转5.3.4 模拟指令的简短格式5.3.5 其他指令5.4 指令分布??第6章 硬件乘法器?6.1 硬件乘法器的操作6.2 硬件乘法器的寄存器6.3 硬件乘法器的SFR位6.4 硬件乘法器的软件限制6.4.1 硬件乘法器的软件限制--寻址模式6.4.2 硬件乘法器的软件限制--中断程序??第7章 振荡器与系统时钟发生器?7.1 晶体振荡器7.2 处理机时钟发生器7.3 系统时钟工作模式7.4 系统时钟控制寄存器7.4.1 模块寄存器7.4.2 与系统时钟发生器相关的SFR位7.5 DCO典型特性??第8章 数字I/O配置?8.1 通用端口P08.1.1 P0的控制寄存器8.1.2 P0的原理图8.1.3 P0的中断控制功能8.2 通用端口P1、P28.2.1 P1、P2的控制寄存器8.2.2 P1、P2的原理图8.2.3 P1、P2的中断控制功能8.3 通用端口P3、P48.3.1 P3、P4的控制寄存器8.3.2 P3、P4的原理图8.4 LCD端口8.5 LCD端口--定时器/端口比较器??第9章 通用定时器/端口模块?9.1 定时器/端口模块操作9.1.1 定时器/端口计数器TPCNT1--8位操作9.1.2 定时器/端口计数器TPCNT2--8位操作9.1.3 定时器/端口计数器--16位操作9.2 定时器/端口寄存器9.3 定时器/端口SFR位9.4 定时器/端口在A/D中的应用9.4.1 R/D转换原理9.4.2 分辨率高于8位的转换??第10章 定时器?10.1 Basic Timer110.1.1 Basic Timer1寄存器10.1.2 SFR位10.1.3 Basic Timer1的操作10.1.4 Basic Timer1的操作--LCD时钟信号fLCD?10.2 8位间隔定时器/计数器10.2.1 8位定时器/计数器的操作10.2.2 8位定时器/计数器的寄存器10.2.3 与8位定时器/计数器有关的SFR位10.2.4 8位定时器/计数器在UART中的应用10.3 看门狗定时器11.1.3 比较模式11.1.4 输出单元11.2 TimerA的寄存器11.2.1 TimerA控制寄存器TACTL11.2.2 捕获/比较控制寄存器CCTL11.2.3 TimerA中断向量寄存器11.3 TimerA的应用11.3.1 TimerA增计数模式应用11.3.2 TimerA连续模式应用11.3.3 TimerA增/减计数模式应用11.3.4 TimerA软件捕获应用11.3.5 TimerA处理异步串行通信协议11.4 TimerA的特殊情况11.4.1 CCR0用做周期寄存器11.4.2 定时器寄存器的启/停11.4.3 输出单元Unit0??第12章 USART外围接口--UART模式?12.1 异步操作12.1.1 异步帧格式12.1.2 异步通信的波特率发生器12.1.3 异步通信格式12.1.4 线路空闲多处理机模式12.1.5 地址位格式12.2 中断与控制功能12.2.1 USART接收允许12.2.2 USART发送允许12.2.3 USART接收中断操作12.2.4 USART发送中断操作12.3 控制与状态寄存器12.3.1 USART控制寄存器UCTL12.3.2 发送控制寄存器UTCTL12.3.3 接收控制寄存器URCTL12.3.4 波特率选择和调制控制寄存器12.3.5 USART接收数据缓存URXBUF12.3.6 USART发送数据缓存UTXBUF12.4 UART模式--低功耗模式应用特性12.4.1 由UART帧启动接收操作12.4.2 时钟频率的充分利用与UART模式的波特率12.4.3 节约MSP430资源的多处理机模式12.5 波特率的计算??第13章 USART外围接口--SPI模式?13.1 USART的同步操作13.1.1 SPI模式中的主模式--MM=1、SYNC=113.1.2 SPI模式中的从模式--MM=0、SYNC=113.2 中断与控制功能13.2.1 USART接收允许13.2.2 USART发送允许13.2.3 USART接收中断操作13.2.4 USART发送中断操作13.3 控制与状态寄存器13.3.1 USART控制寄存器13.3.2 发送控制寄存器UTCTL13.3.3 接收控制寄存器URCTL13.3.4 波特率选择和调制控制寄存器13.3.5 USART接收数据缓存URXBUF13.3.6 USART发送数据缓存UTXBUF??第14章 液晶显示驱动?14.1 LCD驱动基本原理14.2 LCD控制器/驱动器14.2.1 LCD控制器/驱动器功能14.2.2 LCD控制与模式寄存器14.2.3 LCD显示内存14.2.4 LCD操作软件例程14.3 LCD端口功能14.4 LCD与端口模式混合应用实例??第15章 A/D转换器?15.1 概述15.2 A/D转换操作15.2.1 A/D转换15.2.2 A/D中断15.2.3 A/D量程15.2.4 A/D电流源15.2.5 A/D输入端与多路切换15.2.6 A/D接地与降噪15.2.7 A/D输入与输出引脚15.3 A/D控制寄存器??第16章 其他模块16.1 晶体振荡器16.2 上电电路16.3 晶振缓冲输出??附录A 外围模块地址分配?附录B 指令集描述?B1 指令汇总B2 指令格式B3 不增加ROM开销的指令模拟B4 指令说明B5 用几条指令模拟的宏指令??附录C EPROM编程?C1 EPROM操作C2 快速编程算法C3 通过串行数据链路应用\"JTAG\"特性的EPROM模块编程C4 通过微控制器软件实现对EPROM模块编程??附录D MSP430系列单片机参数表?附录E MSP430系列单片机产品编码?附录F MSP430系列单片机封装形式?

    标签: MSP 430 超低功耗 位单片机

    上传时间: 2014-05-07

    上传用户:lwq11

  • 双单片机数据采集系统中TCPIP网络模块的实现

    随着 微 电 子技术的飞速发展,电子产品越来越微型化,集成化,自动化,低廉化,进而推动着其它许多产业的发展。特别进人21世纪以来,生物技术与电子技术的结合,成为高科技领域的研究热点。199()年由瑞士的Manz和Widmer首先提出的“微全分析系统”〔’〕(microto talan alysissy stems,即ptTAS),通俗地称为“建在芯片上的实验室”(Lab on a chip)或简称芯片实验室(Lab chip),主要组成部分为电泳芯片,同时是进样,分离和检测为一体的微型装置,其在电泳实验中的高效检测性能为生物化学分析仪器发展提供了一种借鉴。p.TAS广泛应用于生物医学、环境检测、食品卫生、科学以及国防等众多领域。目前 应 用 的大多为多通道的毛细管电泳芯片,这也是芯片发展的一个必然趋势。这不仅对电泳芯片本身的设计和制作提出了更高的要求,也对传感器和数据处理技术提出了新的挑战。考虑成本,集成度,控制能力以及可靠性方面的因素,本系统采用单片机作为实时数据处理、控制以及通讯的硬件平台。如果系统中既有实时的通信任务,同时又有其他实时任务,采用一个廉价的单片机,资源会比较紧张,不仅实现困难,结构复杂,而且效果可能不满意。而采用高性能的处理器,又浪费了其有效资源,所以本系统采用两个MCU协同工作,以并行/分布式多机的思想,构成了电泳芯 片核心的双单片机系统结构。微全 分 析 系 统 进行的多项实时任务,可以划分为以下 几个模块:①采集模块。负责对外围检验设备进行控 制以及对传送过来的信号进行采集和分析;②交互模 块。通过液晶显示,键盘扫描,以及打印等实现实验人 员对前端采集电路的交互操作;③双单片机控制和通 信模块。协调双单片机之间的数据传输和指令传输 ;④网络传输模块。其中一个单片机通过以太网发送接 收数据到上位机。本文提出一种实时多任务的双单片 机控制和通信系统[31的设计,一个MCU基于TCP /IP网络模块的实现。

    标签: TCPIP 双单片机 数据采集系统 网络模块

    上传时间: 2013-11-15

    上传用户:wangdean1101

  • 基于DSP与FPGA的多视频通道的切换控制

    为了扩大监控范围,提高资源利用率,降低系统成本,提出了一种多通道视频切换的解决方案。首先从视频信号分离出行场信号,然后根据行场信号由DSP和FPGA产生控制信号,控制多路视频通道之间的切换,从而实现让一个视频处理器同时监控不同场景。实验结果表明,该方案可以在视频监控告警系统中稳定、可靠地实现视频通道的切换。 Abstract:  To expand the scope of monitoring, improve resource utilization, reduce system cost, a multiple video channels signal switching method is pointed out in this paper. First, horizontal sync signal and field sync signal from the video signal are separated, then control signal according to the sync signal by DSP and FPGA is generated to control the switching between multiple video channels. Thus, it achieves to make a video processor to monitor different place. Experimental results show that the method can realize video channel switching reliably, and is applied in the video monitoring warning system successfully.

    标签: FPGA DSP 视频通道 切换控制

    上传时间: 2013-11-09

    上传用户:不懂夜的黑

  • 基于FPGA的八通道超声探伤系统设计

    文中提出了一种基于FPGA的八通道超声探伤系统设计方案。该系统利用低功耗可变增益运放和八通道ADC构成高集成度的前端放大和数据采集模块;采用FPGA和ARM作为数字信号处理的核心和人机交互的通道。为了满足探伤系统实时、高速的要求,我们采用了硬件报警,缺陷回波峰值包络存储等关键技术。此外,该系统在小型化和数字化方面有显著提高,为便携式多通道超声检测系统设计奠定基础

    标签: FPGA 八通道 超声探伤 系统设计

    上传时间: 2013-11-07

    上传用户:xaijhqx