基于cpld的液压数据采集系统研究与设计

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1、湖南师范大学硕士学位论文基于CPLD的液压数据采集系统研究与设计姓名：黄健全申请学位级别：硕士专业：电路与系统指导教师：刘忠20060501摘要数据采集系统是信号与信息处理中不可缺少的重要组成部分。在液压设备的状态监测与故障诊断中，数据采集系统提供设备的运行状态数据，其采集技术水平直接影响诊断结果。研制高性能的液压数据采集系统将有利于设备维护的信息化、智能化，进一步提高设备利用率，减少因设备故障带来的经济损失甚至人员伤亡。本文根据液压设备的特点和故障诊断的要求，设计了基于USB2．O总线和虚拟仪器技术的数据采集软、硬件系统。系统采用FX2

2、+CPLD结构和流水线数据采集控制技术，界面友好，成本低廉，实现了对液压设备的实时数据采集、显示、存储和数字滤波，为液压设备的状态监测和故障诊断提供准确、有效的运行状态数据。具体内容如下：(1)设计了硬件电路和CPLD控制程序，将实时数据采集过程划分为～D转换、数据缓存和数据发送三个模块，在CPLD和单片机控制下并行执行，实现低主频CPU控制下的高速数据采集；(2)根据FX2(单片机CY7C68013)的结构特点，采用KeilC51编写了单片机固件程序，完成数据采集设备的主控制和USB2．0通信控制；(3)在分析NI．VISA的基础上设计

3、了基于LabVIEW的USB2．O驱动和上位机应用程序，通过上位机的键盘和鼠标实现实时数据采集的控制以及采集数据的处理；(4)对研制的数据采集系统进行了精度测试和动态应用测试。试验结果表明，数据采集系统能准确反映液压设备的运行状况，在采集速度和精度上符合设计要求。关键词：液压数据采集：CPLD；USB2．O；LabVIEW；VISA▲q31I—AbstractDataacquisitionsystemisanessentialsectionofthesignalandinformationprocessing．Ito仃ersdatafor

4、equipmentrunninginthecourseofmonitoringandfaultdiagnosisofhydraulicdevice．Andtheresultofdiagnosisisdirectlydependedontheacquisitiontechnique．Thus，ahigh—poweredhydraulicDAQsystemwillmakeequipmentmaintenanceinformationalandintelligent，andwillfurtherlargelypreventthelossofmo

5、neVandcasualtiesthatmaybecausedbyfailureofhydraulicequipments．Accordingtothecharacteristicofhydraulicequipmentandthefequirementoffaultdiagnosis，thisthesisdevelopsthehardwareandsoftwaresystembasedontheUSB2．OcommunicationtechnoIogVandvirtualinstmmenttechnology．卟issystemadop

6、tsFX2plusCPLDarchitectureandpipeliningcollectiontechnology，whichhasftiendlyinterfaceandcostsalittle．TheDAQsystemrealizesfunctionsofrealtimedataacquisition，displav，storageanddigitalfiltration，providingaccurateandel瓷ctivedatafbrmonitoringanddiagnosis．Thekeypointofthisthesis

7、isasfollows：(1)ThedesignofhardwarecircuitsandCPL】叫ComplexProgrammableLogicDeVice)pro铲amdiVidesrealtimeDAQprocessintomreemodulesincludingA／Dconversion，databufl’erstorageanddatatransmission．It’sexecutedunderthecontrolofCPLDhardwareandtheMCU(，MicroControlUnit)，torealizehigh—

8、speeddataacquisitionatlowmain．frequencvCPU．(2)AccordingtothecharacteristicsofFX2(CY7C68013、)stmc