基于fpga的usb接口数据采集系统研究

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1、南京林业大学硕士学位论文基于FPGA的USB接口数据采集系统研究姓名：刘砚一申请学位级别：硕士专业：木材科学与技术指导教师：刘云飞20070601本学位论文知识产权声明本学位论文是在导师(指导小组)的指导下，由本人独立完成。文中所引用他人的研究成果均已注明出处。对本论文研究有所帮助的人士在致谢中均已说明。基于本学位论文研究所获得的研究成果的知识产权属于南京林业大学。对本学位论文，南京林业大学有权进行交流、公开和使用。研究生签名：纠力色一I导师签名搏侈日期：t)7．易．mr"f致谢经过三年多的学习和努力，在许多人的支持和帮助下，我顺利

2、完成了硕士论文课题的研究工作。首先，我要特别衷心地感谢我的导师刘云飞副教授。在整个硕士研究生学习期间，刘老师给予了我无私的帮助和支持。他严谨的治学态度，在学习和科研中对我严格要求、一丝不苟，使我受益颇多．生活中，他平易近人，让人如沐春风。三年来，刘老师的言行举止感染着我，教导着我踏踏实实地做人，做事。在此，向刘老师表达我最真诚的感激和敬意。感谢我的父母，是他们给了我最坚强的后盾，没有他们，我也没有今天的成果。感谢我的丈夫还有可爱的儿子，是你们的爱激励我克服困难，努力向前。感谢物理实验中心的全体同事，他们在我学习和作课题期间给予了极大

3、支持和帮助。感谢周又平、杨婕、薛联凤、徐慧、韩燕、张冲在这三年的学习生活中给予的关心和帮助．同时还要感谢南京航空航天大学的李宏凯同学，在与他的共同探讨中，有很大收获。感谢在本课题中支持、关心和帮助我的所有的老师，同事和同学，谢谢你们．2刘砚一2006年12月摘要随着科学技术水平的不断提高，在科研和生产过程中为了更加真实的反映被测对象的性质，对测试系统的性能要求越来越高。传统的测试装置，由于传输速度低或安装不便等问题已不能满足科研和生产的实际需要。USB技术的出现很好的解决了上述问题。USB总线具有支持即插即用、易于扩展、传输速率高(

4、USB2．0协议下为480Mbps)等优点，已逐渐得到广泛的应用。本课题研究并设计了一套基于USB2．0的数据采集系统。论文首先详细介绍了USB总线协议，然后从系统的总体结构、硬件电路、软件程序以及系统性能检测等几个方面，详细阐述了系统的设计思想和实现方案。系统采用双12位A／D转换器，提供两条模拟信号通道，可以同时采集双路信号，最高的采样率为200KHz。USB接口芯片采用Cypress公司的CY7C68013。论文详细介绍了其在SlaveFIFO接口模式下的电路设计和程序设计。系统应用FPGA芯片作系统的核心控制，控制系统的数据

5、采集和与USB接口芯片的数据交换，并产生其中的逻辑控制信号和时序信号。同时应用FPGA芯片作系统的核心控制可提高了系统稳定性、减小设备的体积。系统的软件设计，主要包括FPGA芯片中的逻辑、时序控制程序、8051固件程序、客户应用程序及其驱动程序。客户端选择了微软的VisualStudio6．0c++作开发平台，虽然增加了复杂程度，但是软件执行效率及重用性均得到提高。最后，应用基于USB2．0的数据采集系统测试标准信号及电木的导热系数，以验证测试系统的可靠信与准确性。关键词：USB2．0，数据采集，SlaveFIFO，固件程序Ther

6、esearchforDataAcquisitionSystembasedonUSB2．0andFPGAAbstractDuringthescienceandtechnologiesdevelopmentintoday’sworld，tomakethemeasurementmorepreciseintheresearchandproduction，therearehigherandhigherdemandsfortheperformanceofmeasurementsystems．Traditionalmeasurementsyste

7、msanddeviceshavethefault·oflowtransmissionrateandarenoteasyforinstallation。Andfromcurrentview。thesesystemsanddevicescannotfulfillthehigherdemandsintheindustrialworld．USBtechnologycansolvetheproblemsabove．USBbushasbeenwidelyusedforthefeaturesof：“plug—inandplay”．easyfore

8、xtensionsandhightransmissionrate(480MbpsintheprotocolofUS82．O)．ThispaperdescribesaDataAcquisitionSystem(DAQ)basedonUS