基于虚拟仪器的高速数据采集系统的研究

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1、华中科技大学硕士学位论文基于虚拟仪器的高速数据采集系统的研究姓名：杜秋姣申请学位级别：硕士专业：物理电子学指导教师：吴长发20041112摘要目前数据采集技术越来越广泛应用的同时人们对数据采集的各项指标提出了更高的要求现在通用的高速数据采集卡一般多是PCI卡或ISA卡存在安装麻烦价格昂贵可扩展性差在一些电磁干扰性强的测试现场无法专门对其做电磁屏蔽使数据失真等缺点本文采用一种新型的通信标准USB研制出一种高速数据采集卡并成功地应用到虚拟仪器的开发上硬件是一外置式的密封设备软件具有很好的用户图形界面整个系统功能齐全操作简单采样速度24MB/s达到国内先进水平本文首先简单论述了数据采集的基

2、本理论数据采集的过程两种采样方式即实时采样和等效时间采样接着详细论述了高速数据采集系统的硬件设计方案包括数据采集系统的组成结构形式系统的通道方案接口方案和硬件设计并且对系统所使用的主要芯片和相关技术做了说明重点论述了USB体系结构USB的传输方式和USB2.0的主要特点本文对固件程序进行了开发对框架程序和功能实现程序作了一定的说明和描述在软件方面本文还设计调试通过了驱动和应用程序并以LabVIEW软件平台展示了高速数据采集系统的测试结果本文研制的高速数据采集系统的硬件和软件均已达到设计的要求并已安装在中国地质大学研制的虚拟仪器上实际运行关键词高速数据采集系统CPLDUSBWDM驱动程

3、序IABSTRACTAtpresent,thedatacollectiontechnologyhasgainedbroaderapplication.Atthesametime,peoplebringhighertargetagainstthedataacquisitionindex.Nowadays,theuniversalhigh-speeddatacollectioncardcommonlyadoptsPCIorISAcard.Ithastheshortcomingsasfollows:difficulttoinstall;highprices;poorexpansibilit

4、y;unabletomakeelectromagnetismshiedinsomestrongelectromagnetismlocale.ThepaperadoptsanewpatterncommunicationcriterionUSBanddevelopsahigh-speeddataacquisitioncard.Thesystemhassuccessdedinvirtualinstruments’explointation.Thehardwareresultisanairtightdeviceandthesoftwareplathasafriendlygraphicuser

5、interface(GUI)whichmakesthesystemsimpleandpowerfulinpracticalusage.Theratereaches24Mb/swhichreachesadvancedlevelinhome.Atfirstthepaperintroducesthebasictheoryofdataacquisition,thedataacquisitionprocess,twosamplepatterns(realtimesamplingandequivalenttimesampling).Thepaperdiscussesthedataacquisit

6、ionsystemnext.Itincludesthedataacquisitionsystem’sform;structure;channelscheme;interfaceschemeandhardwaredesign.Anditdescribesthemainchipsandtechnologyusedinthesystem.ParticularlyitintroducestheUSBsystemstructure;thetransmissionmodeofUSBandthecharactersofUSB2.0.Thepaperexploitsfirmwareprogram.H

7、eremakesparticulardescriptiontotheframeprogramandfunctionprogram.Onthesoftwareside,itdesignsandpassesthedriverandapplicationprogram.Atthesametime,thepapershowsthetestresultofthedataacquisitionsystemusingLabWIEWassoftwareflat.Hardw