具有主从USB接口的智能化数据采集系统的接口设计与实现
发布时间：2021-11-27 22:40
在科学技术研究和工业生产的各行业中，数据采集处理系统应用广泛。目前，USB设备的开发和应用在国内外处于高速发展阶段，具有广阔的发展前景。将USB应用于数据采集，可以很好地克服传统数据采集卡安装麻烦、易受机箱内环境干扰、受资源限制不可挂接很多设备等缺点，很容易实现高速实时、大容量、低成本、高可靠性、多点的数据采集，具有安装方便、即插即用、置于机箱外电磁干扰小、供电方便、容易扩展等优点。信息系统的一个发展趋势是以FPGA为代表的现场可编程技术在迅速崛起。SOPC（System On Programmable Chip）即可编程片上系统，它在FPGA中嵌入硬核或软核处理器，集处理器和FPGA／CPLD的优点于一身，实现可配置SOC。将SOPC技术应用到USB数据采集处理系统设计中，可以简化系统，降低干扰，提高性能。本论文研究设计的智能化数据采集处理系统用于在建筑等领域中对埋入建筑物的各类金属的腐蚀效应所起的电化学反应过程进行测量并具备智能存储处理功能。本系统在借鉴已有开发成果的基础上，不仅能够在联机情况下通过从USB接口与PC上位机进行通信，而且能够在脱机的环境下通过主USB接口将数据存储到...
【文章来源】：首都师范大学北京市
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
目录
第1章 绪论
1.1 立题依据及发展现状
1.1.1 立题依据
1.1.2 发展现状及趋势
1.2 系统实现功能及意义
1.2.1 系统实现功能
1.2.2 系统实现意义
1.3 论文内容及组织形式
第2章 关键技术
2.1 USB技术
2.1.1 USB概述
2.1.2 USB协议基础
2.1.3 USB协议栈设备框架
2.1.4 USB设备类
2.1.5 USB主机技术
2.2 SOPC技术
2.2.1 SOPC设计技术产生的背景
2.2.2 SOPC设计技术国内外发展现状
2.2.3 硬核与软核嵌入式系统处理器
2.2.4 基于SOPC技术的数据采集处理系统
第3章 系统组成
3.1 系统整体构成
3.2 总体设计方案
3.3 芯片选择
3.3.1 Philips89C51RD2
3.3.2 USB接口控制芯片——ISP1581
3.3.3 USB主控制器芯片——SL811HS
第4章 系统硬件电路设计
4.1 电路系统概述
4.2 多路选择、A/D转换和光电隔离电路
4.3 多路选择与A/D转换控制电路
4.4 数据缓存电路
4.5 USB数据传输电路
4.6 写U盘电路
4.7 其他外围电路
4.7.1 供电电路
4.7.2 复位电路
4.7.3 时钟电路
第5章 系统软件设计
5.1 单片机固件程序设计
5.1.1 单片机程序总体结构
5.1.2 联机工作固件程序
5.1.3 脱机工作固件程序
5.2 FPGA设计
5.2.1 FPGA功能模块
5.2.2 FPGA原理图设计
5.3 CPLD设计
5.3.1 CPLD功能模块
5.3.2 CPLD原理图设计
5.4 驱动程序设计与应用程序设计简要介绍
5.4.1 驱动程序软件设计简介
5.4.2 应用软件设计简介
第6章 采用 SOPC技术构建系统
6.1 系统实现方案
6.1.1 系统结构
6.1.2 系统功能实现
6.2 系统设计
6.2.1 系统设计方法
6.2.2 关键技术
第7章 总结与展望
7.1 全文总结
7.2 展望
参考文献
致谢
发表论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于指令统计的SOPC硬件资源优化技术[J]. 李树盛,杨碧波. 中北大学学报(自然科学版). 2005(06)
[2]基于8051软核的SOPC系统设计与实现[J]. 鄢永明,刘轶民,曾云,赵建业. 电子技术应用. 2005(10)
[3]USB便携式通用数据采集卡研制[J]. 柯磊,高品贤. 中国测试技术. 2005(04)
[4]基于USB接口的DSP数据采集卡[J]. 刘好朋,张翠芳. 中国仪器仪表. 2005(08)
[5]基于CPLD和USB的高速数据采集系统的设计[J]. 刘来福. 西安科技大学学报. 2005(02)
[6]基于USB接口技术的数据采集系统[J]. 周凡. 攀枝花学院学报. 2005(02)
[7]在嵌入式系统中实现对U盘的操作[J]. 向前. 单片机与嵌入式系统应用. 2005(02)
[8]多路高速数据采集系统设计与实现[J]. 黄默,龙腾. 弹箭与制导学报. 2004(04)
[9]USB-HOST实时数据采集嵌入式模块的实现[J]. 武萌,胡中豫,尹军. 单片机与嵌入式系统应用. 2004(11)
[10]便携式心电图仪的研究与设计[J]. 杨浩,蔡雄飞. 中国医疗器械杂志. 2004(04)
本文编号：3523181
【文章来源】：首都师范大学北京市
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
目录
第1章 绪论
1.1 立题依据及发展现状
1.1.1 立题依据
1.1.2 发展现状及趋势
1.2 系统实现功能及意义
1.2.1 系统实现功能
1.2.2 系统实现意义
1.3 论文内容及组织形式
第2章 关键技术
2.1 USB技术
2.1.1 USB概述
2.1.2 USB协议基础
2.1.3 USB协议栈设备框架
2.1.4 USB设备类
2.1.5 USB主机技术
2.2 SOPC技术
2.2.1 SOPC设计技术产生的背景
2.2.2 SOPC设计技术国内外发展现状
2.2.3 硬核与软核嵌入式系统处理器
2.2.4 基于SOPC技术的数据采集处理系统
第3章 系统组成
3.1 系统整体构成
3.2 总体设计方案
3.3 芯片选择
3.3.1 Philips89C51RD2
3.3.2 USB接口控制芯片——ISP1581
3.3.3 USB主控制器芯片——SL811HS
第4章 系统硬件电路设计
4.1 电路系统概述
4.2 多路选择、A/D转换和光电隔离电路
4.3 多路选择与A/D转换控制电路
4.4 数据缓存电路
4.5 USB数据传输电路
4.6 写U盘电路
4.7 其他外围电路
4.7.1 供电电路
4.7.2 复位电路
4.7.3 时钟电路
第5章 系统软件设计
5.1 单片机固件程序设计
5.1.1 单片机程序总体结构
5.1.2 联机工作固件程序
5.1.3 脱机工作固件程序
5.2 FPGA设计
5.2.1 FPGA功能模块
5.2.2 FPGA原理图设计
5.3 CPLD设计
5.3.1 CPLD功能模块
5.3.2 CPLD原理图设计
5.4 驱动程序设计与应用程序设计简要介绍
5.4.1 驱动程序软件设计简介
5.4.2 应用软件设计简介
第6章 采用 SOPC技术构建系统
6.1 系统实现方案
6.1.1 系统结构
6.1.2 系统功能实现
6.2 系统设计
6.2.1 系统设计方法
6.2.2 关键技术
第7章 总结与展望
7.1 全文总结
7.2 展望
参考文献
致谢
发表论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于指令统计的SOPC硬件资源优化技术[J]. 李树盛,杨碧波. 中北大学学报(自然科学版). 2005(06)
[2]基于8051软核的SOPC系统设计与实现[J]. 鄢永明,刘轶民,曾云,赵建业. 电子技术应用. 2005(10)
[3]USB便携式通用数据采集卡研制[J]. 柯磊,高品贤. 中国测试技术. 2005(04)
[4]基于USB接口的DSP数据采集卡[J]. 刘好朋,张翠芳. 中国仪器仪表. 2005(08)
[5]基于CPLD和USB的高速数据采集系统的设计[J]. 刘来福. 西安科技大学学报. 2005(02)
[6]基于USB接口技术的数据采集系统[J]. 周凡. 攀枝花学院学报. 2005(02)
[7]在嵌入式系统中实现对U盘的操作[J]. 向前. 单片机与嵌入式系统应用. 2005(02)
[8]多路高速数据采集系统设计与实现[J]. 黄默,龙腾. 弹箭与制导学报. 2004(04)
[9]USB-HOST实时数据采集嵌入式模块的实现[J]. 武萌,胡中豫,尹军. 单片机与嵌入式系统应用. 2004(11)
[10]便携式心电图仪的研究与设计[J]. 杨浩,蔡雄飞. 中国医疗器械杂志. 2004(04)
本文编号：3523181
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