光幕立靶目标信号采集及存储研究
发布时间：2021-01-06 15:17
在轻武器的制造过程中,经常需要在靶场做实弹射击的实验来检验武器弹丸的性能。光幕立靶是一套测量武器弹丸飞行速度和着靶坐标的设备,由于设备一般在炮口或者弹丸炸点安放,实验人员不方便近距离观测弹丸穿过光幕时所产生的模拟信号,所以无法获取反映弹丸性能的数据。针对以上问题,本论文研究了一套光幕立靶目标信号采集与存储系统,实现了对目标模拟信号的采集与实时存储。随着半导体工艺的提高,FPGA的处理速度、ADC的采集速度与精度以及存储介质的存储空间都有极大的提升。基于此,本课题设计了面向光幕立靶的以FPGA为核心控制芯片的数据采集与存储系统,实现了对目标信号的采集,并将采样数据存储到SD卡当中。本文首先依据高速采样芯片AD9228的模拟信号输入参数设计了A/D采集模拟信号处理电路以及ADC外围接口电路,然后根据SD卡的工作模式完成了FPGA与SD卡之间电路设计,搭建了系统总体的硬件电路平台；通过FPGA控制ADC,完成了数据的采集工作,对采集到的数据使用FPGA建立了异步FIFO作为其缓存空间,最终通过SPI总线通信模式实现了FIFO中的缓存数据存入SD卡的功能,并且对存储到SD卡中的数据使用FAT3...
【文章来源】：西安工业大学陕西省
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 论文的目的和意义
1.2 数据采集与存储系统的国内外研究现状
1.3 论文研究内容及章节安排
1.3.1 课题研究任务
1.3.2 论文的主要研究内容
1.3.3 论文章节安排
2 光幕立靶数据采集模块设计
2.1 数据采集概述
2.1.1 采样定理
2.1.2 量化过程
2.2 A/D转换电路设计
2.2.1 采样频率分析
2.2.2 ADC选型
2.2.3 ADC前端模拟信号处理电路
2.2.4 AD9228芯片外围电路
2.3 本章小结
3 光幕立靶数据存储模块设计
3.1 数据缓存模块设计
3.1.1 微控制芯片对比
3.1.2 FPGA选型与芯片参数
3.1.3 FPGA设计流程和开发工具
3.1.4 FPGA的配置和电源电路
3.1.5 FIFO缓存器的设计
3.2 数据存储模块设计
3.2.1 常用存储器介绍及选型
3.2.2 SD卡的内部结构与工作模式
3.2.3 SD卡的存储电路及SPI模式初始化
3.2.4 SD卡的FAT文件系统简介
3.2.5 FAT32文件系统的实现
3.2.6 读卡电路
3.3 本章小结
4 干扰信号的滤波处理
4.1 滤波基本介绍
4.2 模拟滤波器的设计
4.2.1 带通滤波器原理介绍
4.2.2 滤波器的参数计算
4.2.3 二阶带通滤波电路
4.3 数字滤波器的设计
4.3.1 数字滤波器基本介绍
4.3.2 FIR数字滤波器的原理介绍
4.3.3 FIR数字滤波器的设计
4.4 本章小结
5 系统测试与实验数据分析
5.1 PCB板的设计
5.1.1 PCB板的布线原则
5.1.2 硬件电路板说明
5.2 模拟信号处理电路及A/D测试
5.2.1 模拟信号衰减电路测试
5.2.2 单端信号转差分信号测试
5.2.3 模拟滤波电路测试
5.2.4 FGPA的JTAG接口测试
5.2.5 A/D采样误差分析
5.3 系统的数字滤波及存储分析
5.3.1 FIR数字滤波器的幅频相频特性及RTL结构
5.3.2 SD卡存储测试
5.4 本章小结
6 总结
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于LVDS的高速数据传输装置的设计[J]. 任伟,张彦军,白先民. 科学技术与工程. 2012(29)
[2]ARM+DSP、AVR与C51的比较[J]. 曲慧芳. 山西电子技术. 2012(02)
[3]基于编码技术的应用[J]. 潘毓,贾聪. 科协论坛(下半月). 2011(01)
[4]基于FPGA的差分信号阻抗匹配研究[J]. 曾晶,唐湘成,王德胜. 电子设计工程. 2010(03)
[5]基于SD卡的多通道数据采集系统[J]. 韩辉,丛培田,郭颖. 工业仪表与自动化装置. 2010(01)
[6]基于FPGA的改进型FIR滤波器的实现[J]. 黄晓红,蔡江利. 电子技术应用. 2009(05)
[7]基于FPGA和SD卡的水声信号高速采集与存储系统设计[J]. 张洪刚,苑秉成,徐瑜. 电子器件. 2009(01)
[8]基于AD9228的超声数据采集电路的设计[J]. 李粤得,张雷刚,余胜康,彭虎. 生物医学工程研究. 2008(04)
[9]基于SPI总线的嵌入式音频系统设计[J]. 刘燕,黄晓革. 电声技术. 2008(09)
[10]高阶FIR滤波器面向FPGA的多种实现方法[J]. 刘在爽,卢莹莹. 中国有线电视. 2008(02)
硕士论文
[1]基于FPGA的实时图像采集与预处理系统研究[D]. 马俊.西南交通大学 2015
[2]低压差线性稳压器的设计与实现[D]. 张献中.武汉科技大学 2015
[3]基于FPGA的高速数据采集与存储系统设计[D]. 秦建军.哈尔滨工程大学 2013
[4]基于嵌入式网络的可重构运动控制系统研究[D]. 潘武.湖北工业大学 2009
[5]USB接口技术与应用研究[D]. 杨书涛.山东大学 2008
[6]六幕光幕靶测试技术研究[D]. 田会.西安工业大学 2007
[7]FIR数字滤波器的FPGA实现技术研究[D]. 李彬.西南交通大学 2007
[8]基于FPGA的数据采集与处理技术的研究[D]. 孔利东.武汉理工大学 2007
[9]基于FPGA控制的高速数据采集系统设计与实现[D]. 汤少维.电子科技大学 2007
[10]一种高速数据采集及存储系统的研究[D]. 何维.西北工业大学 2007
本文编号：2960804
【文章来源】：西安工业大学陕西省
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 论文的目的和意义
1.2 数据采集与存储系统的国内外研究现状
1.3 论文研究内容及章节安排
1.3.1 课题研究任务
1.3.2 论文的主要研究内容
1.3.3 论文章节安排
2 光幕立靶数据采集模块设计
2.1 数据采集概述
2.1.1 采样定理
2.1.2 量化过程
2.2 A/D转换电路设计
2.2.1 采样频率分析
2.2.2 ADC选型
2.2.3 ADC前端模拟信号处理电路
2.2.4 AD9228芯片外围电路
2.3 本章小结
3 光幕立靶数据存储模块设计
3.1 数据缓存模块设计
3.1.1 微控制芯片对比
3.1.2 FPGA选型与芯片参数
3.1.3 FPGA设计流程和开发工具
3.1.4 FPGA的配置和电源电路
3.1.5 FIFO缓存器的设计
3.2 数据存储模块设计
3.2.1 常用存储器介绍及选型
3.2.2 SD卡的内部结构与工作模式
3.2.3 SD卡的存储电路及SPI模式初始化
3.2.4 SD卡的FAT文件系统简介
3.2.5 FAT32文件系统的实现
3.2.6 读卡电路
3.3 本章小结
4 干扰信号的滤波处理
4.1 滤波基本介绍
4.2 模拟滤波器的设计
4.2.1 带通滤波器原理介绍
4.2.2 滤波器的参数计算
4.2.3 二阶带通滤波电路
4.3 数字滤波器的设计
4.3.1 数字滤波器基本介绍
4.3.2 FIR数字滤波器的原理介绍
4.3.3 FIR数字滤波器的设计
4.4 本章小结
5 系统测试与实验数据分析
5.1 PCB板的设计
5.1.1 PCB板的布线原则
5.1.2 硬件电路板说明
5.2 模拟信号处理电路及A/D测试
5.2.1 模拟信号衰减电路测试
5.2.2 单端信号转差分信号测试
5.2.3 模拟滤波电路测试
5.2.4 FGPA的JTAG接口测试
5.2.5 A/D采样误差分析
5.3 系统的数字滤波及存储分析
5.3.1 FIR数字滤波器的幅频相频特性及RTL结构
5.3.2 SD卡存储测试
5.4 本章小结
6 总结
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于LVDS的高速数据传输装置的设计[J]. 任伟,张彦军,白先民. 科学技术与工程. 2012(29)
[2]ARM+DSP、AVR与C51的比较[J]. 曲慧芳. 山西电子技术. 2012(02)
[3]基于编码技术的应用[J]. 潘毓,贾聪. 科协论坛(下半月). 2011(01)
[4]基于FPGA的差分信号阻抗匹配研究[J]. 曾晶,唐湘成,王德胜. 电子设计工程. 2010(03)
[5]基于SD卡的多通道数据采集系统[J]. 韩辉,丛培田,郭颖. 工业仪表与自动化装置. 2010(01)
[6]基于FPGA的改进型FIR滤波器的实现[J]. 黄晓红,蔡江利. 电子技术应用. 2009(05)
[7]基于FPGA和SD卡的水声信号高速采集与存储系统设计[J]. 张洪刚,苑秉成,徐瑜. 电子器件. 2009(01)
[8]基于AD9228的超声数据采集电路的设计[J]. 李粤得,张雷刚,余胜康,彭虎. 生物医学工程研究. 2008(04)
[9]基于SPI总线的嵌入式音频系统设计[J]. 刘燕,黄晓革. 电声技术. 2008(09)
[10]高阶FIR滤波器面向FPGA的多种实现方法[J]. 刘在爽,卢莹莹. 中国有线电视. 2008(02)
硕士论文
[1]基于FPGA的实时图像采集与预处理系统研究[D]. 马俊.西南交通大学 2015
[2]低压差线性稳压器的设计与实现[D]. 张献中.武汉科技大学 2015
[3]基于FPGA的高速数据采集与存储系统设计[D]. 秦建军.哈尔滨工程大学 2013
[4]基于嵌入式网络的可重构运动控制系统研究[D]. 潘武.湖北工业大学 2009
[5]USB接口技术与应用研究[D]. 杨书涛.山东大学 2008
[6]六幕光幕靶测试技术研究[D]. 田会.西安工业大学 2007
[7]FIR数字滤波器的FPGA实现技术研究[D]. 李彬.西南交通大学 2007
[8]基于FPGA的数据采集与处理技术的研究[D]. 孔利东.武汉理工大学 2007
[9]基于FPGA控制的高速数据采集系统设计与实现[D]. 汤少维.电子科技大学 2007
[10]一种高速数据采集及存储系统的研究[D]. 何维.西北工业大学 2007
本文编号：2960804
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jingguansheji/2960804.html
