星载数据采集总线转换技术研究
发布时间：2022-02-12 09:32
随着社会和科学的不断发展,卫星通信也离人们越来越近,现在卫星通信已经成为了一种重要的通信手段,卫星可以用来传递电视节目、气象信息,用于GPS定位,组成覆盖全球的通信网。卫星通信一般是指卫星与地面接收设施之间的通信,但是我们必须明白卫星内部也存在着其内部各模块之间的通信,在卫星内部一般都有一个主控模块,其他各种功能模块是通过各种数据总线与主控模块进行通信的,其中比较常用的就是RS485总线和我国航天部门专用的同步串行总线。每一个模块可能都采用不同的数据总线,为了模块之间能进行数据交换,就要研制一个各种总线之间相互转换的系统。本课题来源于北方工业大学通信与微波研究所的项目：卫星接口配电单元。该系统内置主控模块,通过RS485接收外部的指令,利用同步串行总线接收和发送数据。RS485总线和同步串行总线是卫星上比较常用的两种数据总线,本文研究如何使RS485总线和同步串行总线这两个卫星功能模块通过USB接口与PC机进行通信。本课题的硬件部分主要由USB芯片、FPGA和82C52芯片组成,其中FPGA主要完成总线格式的转换, USB芯片和82C52完成两种总线的通信功能。本课题先详细介绍了3种总...
【文章来源】：北方工业大学北京市
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 引言
1.1 背景与意义
1.2 论文主要内容
1.3 论文章节安排
2 系统总体介绍
3 总线介绍
3.1 USB总线
3.1.1 USB的总线结构
3.1.2 USB的硬件特性
3.1.3 USB的通信协议
3.1.4 USB总线的数据传输
3.2 RS485总线
3.3 同步串行总线
4 系统硬件设计
4.1 系统硬件框图
4.2 主要芯片选型
4.2.1 USB 芯片 CY7C64613
4.2.2 RS485 控制芯片 82C52
4.2.3 FPGA 芯片XC3S400
4.3 硬件设计
4.3.1 电源电路
4.3.2 FPGA 接口芯片电路
4.3.3 82C52 外围电路
4.3.4 CY7C64613 电路
4.3.5 同步串行总线输出电路
5 FPGA 控制逻辑设计
5.1 接口芯片的功能
5.2 控制逻辑框图
5.3 接口芯片逻辑的设计
5.3.1 FPGA 逻辑顶层模块
5.3.2 82C52Ctrl 模块设计
5.3.3 ML 模块设计
5.3.4 DS 模块设计
5.3.5 SSI 模块设计
5.3.6 SSO 模块设计
5.3.7 Interrupt 模块设计
5.4 FPGA 逻辑仿真
5.4.1 82C52 模块读写仿真
5.4.2 ML 模块仿真
5.4.3 DS 模块仿真
5.4.4 SSI 模块仿真
5.4.5 SSO 模块仿真
5.4.6 Interrupt 模块仿真
6 系统软件设计
6.1 USB 设备列举与固件加载
6.1.1 USB 控制传输
6.1.2 USB 设备列举和重列举
6.1.3 USB 设备固件加载
6.1.4 烧录 EEPROM
6.2 USB 设备软件部分的结构
6.3 USB 驱动
6.3.1 INF 文件简介
6.3.2 修改 USB 通用驱动程序
6.4 USB 固件
6.4.1 USB 固件架构总览
6.4.2 固件设计
6.5 上位机软件
6.5.1 软件界面设计
6.5.2 USB 设备读写函数
6.5.3 程序代码设计
7 测试结果及结论
参考文献
附录 通信板和测试工装板
在学研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于WDM模式的USB设备驱动程序开发[J]. 王跃钢,韩心中. 微计算机信息. 2006(24)
硕士论文
[1]USB2.0中物理层接口的设计[D]. 晋晶晶.北方工业大学 2008
[2]基于USB2.0的高速数据采集/波形发生器设计[D]. 张邦涛.哈尔滨理工大学 2007
本文编号：3621476
【文章来源】：北方工业大学北京市
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 引言
1.1 背景与意义
1.2 论文主要内容
1.3 论文章节安排
2 系统总体介绍
3 总线介绍
3.1 USB总线
3.1.1 USB的总线结构
3.1.2 USB的硬件特性
3.1.3 USB的通信协议
3.1.4 USB总线的数据传输
3.2 RS485总线
3.3 同步串行总线
4 系统硬件设计
4.1 系统硬件框图
4.2 主要芯片选型
4.2.1 USB 芯片 CY7C64613
4.2.2 RS485 控制芯片 82C52
4.2.3 FPGA 芯片XC3S400
4.3 硬件设计
4.3.1 电源电路
4.3.2 FPGA 接口芯片电路
4.3.3 82C52 外围电路
4.3.4 CY7C64613 电路
4.3.5 同步串行总线输出电路
5 FPGA 控制逻辑设计
5.1 接口芯片的功能
5.2 控制逻辑框图
5.3 接口芯片逻辑的设计
5.3.1 FPGA 逻辑顶层模块
5.3.2 82C52Ctrl 模块设计
5.3.3 ML 模块设计
5.3.4 DS 模块设计
5.3.5 SSI 模块设计
5.3.6 SSO 模块设计
5.3.7 Interrupt 模块设计
5.4 FPGA 逻辑仿真
5.4.1 82C52 模块读写仿真
5.4.2 ML 模块仿真
5.4.3 DS 模块仿真
5.4.4 SSI 模块仿真
5.4.5 SSO 模块仿真
5.4.6 Interrupt 模块仿真
6 系统软件设计
6.1 USB 设备列举与固件加载
6.1.1 USB 控制传输
6.1.2 USB 设备列举和重列举
6.1.3 USB 设备固件加载
6.1.4 烧录 EEPROM
6.2 USB 设备软件部分的结构
6.3 USB 驱动
6.3.1 INF 文件简介
6.3.2 修改 USB 通用驱动程序
6.4 USB 固件
6.4.1 USB 固件架构总览
6.4.2 固件设计
6.5 上位机软件
6.5.1 软件界面设计
6.5.2 USB 设备读写函数
6.5.3 程序代码设计
7 测试结果及结论
参考文献
附录 通信板和测试工装板
在学研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于WDM模式的USB设备驱动程序开发[J]. 王跃钢,韩心中. 微计算机信息. 2006(24)
硕士论文
[1]USB2.0中物理层接口的设计[D]. 晋晶晶.北方工业大学 2008
[2]基于USB2.0的高速数据采集/波形发生器设计[D]. 张邦涛.哈尔滨理工大学 2007
本文编号：3621476
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jisuanjikexuelunwen/3621476.html
