CPLD在海底大地电磁仪中的应用

发布时间：2025-03-19 03:15

　　海底大地电磁数据采集仪是进行水下电场信号的提取和海底环境的监测的精密仪器。由于测量信号很微弱及海底环境复杂,它对系统的硬件和软件都提出了较高的要求:24 位高精度的 A/D 转换器;多通道同步数据采集;低功耗设计;较高的可靠性。 在当今电子产品设计中使用硬件描述语言设计可编程逻辑电路已经被广泛采用。本文首先对 CPLD(复杂可编程逻辑器件)和 VHDL 进行了简要的介绍,并分析了使用 CPLD 进行电子设计的优点。然后结合海底大地电磁数据采集仪的功能要求,介绍了一种基于 CPLD 和 MCU 的多通道高精度(微伏级)A/D 数据采集系统的设计方法。并给出这种数据采集系统的硬件原理电路和主要的软件设计思路。 由于硬件上采用 CPLD 技术将数据总线,译码单元和逻辑控制电路集成于一片 CPLD 上,大大缩小了印刷电路板的尺寸简化了硬件电路,并且提高了系统的可靠性和灵活性。同时对采集部分的电源进行软件控制,在其不工作时切断电源,以及下位机软件的中断程序设计可以显著的降低系统的功耗,节省仪器的宝贵电能。 经大量实验证明,采用本文提出的方法所设计的数...

【文章页数】：69 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
第一章 绪论
    1.1 课题来源
    1.2 课题意义
    1.3 主要工作及进程安排
第二章 复杂可编程逻辑器件简介
    2.1 CPLD 简述
    2.2 CPLD 发展过程
    2.3 FPGA／CPLD 的逻辑组成
    2.4 FPGA／CPLD 芯片的优点
    2.5 CPLD 的内部结构
    2.6 乘积项结构CPLD 的逻辑实现原理
第三章 硬件编程语言与VHDL
    3.1 HDL 概述
    3.2 HDL 开发流程
    3.3 VHDL 语言的特点
第四章 系统功能分析
    4.1 设计目标
    4.2 电气结构图
    4.3 硬件功能分析
    4.4 主要硬件
    4.5 软件功能分析
    4.6 主要使用的软件
第五章 硬件设计
    5.1 电源设计
    5.2 AT89S8252 单片机的选择
    5.3 存储器的选择
    5.4 CS5550-24 位A/D 转换器的选择
    5.5 通讯接口的设计
    5.6 CPLD 的选择
    5.7 其他
第六章 软件设计
    6.1 采集板的程序设计
    6.2 MCU 采集程序设计
    6.3 MCU 通讯程序设计
    6.4 PC 端 WINDOWS 程序设计
第七章 CPLD 的设计
    7.1 CPLD 的功能及时序分析
    7.2 CPLD 的引脚分配
    7.3 VHDL 程序设计
第八章 测试及结果分析
    8.1 信号源板的设计
    8.2 测试条件
    8.3 测试结果及分析
总结
致谢
参考文献
附图



本文编号：4036609