USB2.0接口多通道数据采集系统的设计

发布时间：2020-09-18 16:46

　　 现今,随着全自动化产业的推广,人们对数据采集系统的重视程度和需求与日俱增。在设备及器件投入使用前,需对其进行全面且详细的检测,检测工具的可靠性、灵活性及高速性直接影响到最终结果。国内外研制数据采集系统的公司不胜枚举,但使用最为广泛的是美国NI公司的采集卡,虽然它性能良好,但价格却比较昂贵。另外,该公司的采集卡产品多采用的是特定的模块化设计,其通用性和灵活性较差。并且,该公司对销售对象和产品具有一定的条件限制,且产品的订货周期和后期的维修时间较长。基于以上原因,本课题决定自主研发一套多通道数据采集系统。为贴合实际需求,现提出以下技术指标:具有8通道同步采集的功能,每通道的最高采样率200kHz;系统采集精度达到0.1%;用户界面简洁易操作;系统具有多通道、高精度、高可靠性及高速率这四个特性。为满足以上指标,本课题做了以下几方面的工作:(1)围绕系统的技术指标进行分析,确定系统的总体方案。该方案采用FPGA技术与USB2.0接口相结合的形式,设计了一套多通道数据采集系统。该系统通过硬件设计和软件设计两个重要的部分来完成。(2)系统硬件按功能可划分为数据采集电路模块、隔离模块、传输控制模块、输入输出接口模块、系统电源模块五个部分。通过对各个模块的工作原理进行分析,完成模块的器件选型、电路设计;(3)系统软件采用子模块的设计思想,由采集卡时序控制模块、USB FX2固件模块、USB设备驱动模块、用户应用程序模块四个部分组成,并分别对各个模块的工作流程及设计内容进行详细介绍;(4)最后进行系统测试,包括单元测试和整体测试。主要对数据采集的性能、采样精度、最高采样率、系统传输可靠性和传输速率进行测试和分析。通过对测试结果进行分析,验证该系统达到了预期的技术指标,满足实际的应用需求。
【学位单位】：西安理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TP274.2;TP334.7

【参考文献】

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本文编号：2821910