【硕士论文】基于USB的瞬态信号数据采集系统的设计与实现.pdf

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1、西南交通大学硕士学位论文基于USB的瞬态信号数据采集系统的设计与实现姓名：常满波申请学位级别：硕士专业：系统工程指导教师：胡鹏飞20030401西南交通大攀硕圭磷究生学彼论文第{癸摘要髓羞计算机、微媳子、囊动控制等技术鑫勺发展，{乍为信息技术的重要手段，数据采集技术正在向集成化、数字化、标准化方向发展。对于一般的数据采集任务有通用的数搬采集系统可供选用，但是考虑到数据源以及雳户需求豹多榉牲，瓣蘸逶穗豹采集设备不会惑钱满足掰蠢要求。本文言李论的是一个瞬态信号的数据采集系统。本设计的初衷是研制一个桩基

2、础无损检测仪。糖基础梭测技术是工程界十分关心的问题，也是长期以来图内外学者、研究人员所从事斡一个研究课题。从检测设备的角度糟，测量精度高、动态范围大的数据采集系统是穰萋稿检测皴术懿蕊萋窭。溺辩，硷溺系统设诗中蘩考虑褒殇测试豹条{譬，使整个系统结构紧凑，携带方便，可与计算机实现快速、简捷的遗接。所以，数据采集邀爨研制和设计数据传竣方式是论文工{乍的主要内容。在数据采集电路设计中，采用了浮点放大投术来提离系统的动态范围；通过引入可编程逻辑器件来实现触发控制、存储控制；采样过程中应雳了时滓重爨技术，觚嚣

3、实现了数撰采集系统懿浚东线馋戴方式。系统采用新型的集成了完整12位数据采集系统的AduC812单片机完成AID转换任务。在数据传输部分的设计中，考察了火线(Firewire)、PCI、RS232之类的常用微机外部总线的解决方案。最后经过比较，论文采用了其有较高筵羧遮瘦、支持郎援鼯雳和热捶拔，还毒主掇供毫(最大500mA)等往良性能的通用串行总线(USB)。论文在USB部分的主要设计任务是开发WDM驱动程序和下位机控制软件以及USB接口电路的设计。本设计最终实现了一个瞬态信号数据采集系统，它具鸯以下

4、特点：·采用USB接口进行高速数据传输，倦输速度达100Kbyte／s；·采用浮点A／D转换技术，动态范塑达120dB；·多种采样触发控制方式；·最高采样率lOOKSps；·12位采样精度；·32KB数据缓存；·馒耀藜裂大援嫒电子嚣件，系绞绩搀紧凑，熏量轻，遥舍野外馋业。该系统综合运用了模拟倍号调理技术、浮点A／D转换技术、复杂可编程逻辑器件(CPLD)和USB(UniversalSerialBus)技术。因此，系统采样速率离、动态范围宽、数疆传输速度茯。两黧，由予复杂霹编程逻辑器{串和ADuC8

5、12单片机具有在系统编程(ISP)功能，使得本系统具有灵活的可扩震瞧和可篷配置憾。【关键词】数据采集；USB；CPLD；WDM西南交通大学硕士研究生学位论文第2页AbstractWjtlltheimprovementsoncomputerscienceandmicroelectronics、thedataacquisitiondevices．asthemostimportantmethodbeingusedininformationtechnology，weredevelopedtowardsin

6、tegration，digitalizationandstandardization．Therearemanykindsofdataacquisitiondevicesforgeneralusage．ButthoseuniversaIequipmentmaynotbefita11particularusers．Adataacquisitionsystem．whichiSusedtosampleinstantaneoussignalwavefoITniSdiscussedinthisthesis．T

7、heoriginaIintentionofmyworkiStodesigntheaDparatuswhichwillbeusedtOinspectthedefectofPileFoundation．PileinspectiontechniqueiSveryimportantinconstructionindustry．Itwasstudiedforalongtimebyengineersallovertheworld．Fromthepointofviewoftestingequipment．the

8、dataacquisitionsystemwit}1moreprecisionandlargerdynamicrangeiSfimdamentalforPileFoundationtesting．Atthesametime．thedataacquisitionsystemiSusuallymanipulatedatconstructionsite．thUSitiSnecessaryforthesystemtohavesomecharacteristicssuchassmall．po