基于DSP和FPGA的多通道数据采集系统设计与实现

发布时间：2023-03-19 21:22

　　随着电力系统的发展不断加快,水电能源的开发越来越快,需求也越来越大,水电站的机组容量也不断增加,因此水电站的发电设备安全高效运行显得越来越至关重要。水轮发电机组和调速系统是关键的发电设备,需要对其状态进行监控,及时找出设备隐患。本文开发了一种高精度、多用途的数据采集系统,实现对调速系统各关键参数的采集与分析,从而对其进行状态监测和故障诊断。本文详细研究了数据采集技术的原理,针对水轮机调速系统的特点和其涉及的参数特征,结合DSP原理和采样技术设计了多通道、高精度信号采集与处理系统,可以对调速系统模拟量信号、开关量信号和频率信号等进行高速采集,考虑到系统仿真的要求,设计了多个输出通道输出相应的同类型信号。本信号采集系统以TMS320F28335数字信号处理器为CPU,设计了DSP的时钟、电源、外部扩展存储设备等电路,同时以FPGA器件EP4CE6E22C8N作为系统协处理器,实现了DSP的输入输出接口的扩展,结合Verilog硬件描述语言设计了逻辑电路,实现对频率信号的高精度倍频和输出功能,以满足系统对频率信号处理的要求。结合信号采集理论和系统采集要求,选取合适的转换速率和精度的ADC及D...

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【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 课题研究背景和意义
    1.2 数据采集系统的发展历程及趋势
    1.3 本文主要研究工作
2 数据采集系统整体方案设计
    2.1 数据采集系统的理论基础
    2.2 系统整体设计要求及性能特点
    2.3 系统的基本组成和功能
    2.4 DSP技术及器件选型
    2.5 现场可编程门阵列(FPGA)
    2.6 以太网技术及器件选型
3 数据采集系统硬件设计
    3.1 DSP28335核心电路设计
    3.2 FPGA外围电路设计
    3.3 测频与发频电路设计
    3.4 ADC模块电路设计
    3.5 DAC模块电路设计
    3.6 开关量采集与输出电路设计
    3.7 以太网通信电路设计
4 数据采集系统软件开发
    4.1 软件开发平台
    4.2 DSP软件程序设计
    4.3 FPGA逻辑程序设计
    4.4 以太网通信模块程序设计
    4.5 系统测试结果
5 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
致谢
参考文献



本文编号：3766005