总线式数据采集系统的设计与实现

发布时间：2018-02-22 23:01

  本文关键词： FPGA RS-485总线 数据采集 以太网 高精度　出处：《中北大学》2017年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：随着科学技术及电子技术的迅速发展,在工业生产和航天航空领域,自身结构复杂和功能强大的大型设备被广泛使用,也因此带来了恶劣的生产环境。为保障大型设备顺利运行和工作人员的人身安全,实时监控与测试系统成为必不可少的一部分,在此系统中数据采集起到了至关重要的作用。数据采集系统是计算机和外部物理世界进行互通的一个重要桥梁。目前各领域对数据采集系统的要求更加严格即要求数据采集的范围扩大、精度提高、通道增多及数据传输更快更稳定,为满足这些要求本文设计了总线式数据采集系统。本文基于FPGA和RS-485总线设计的数据采集系统,包括一个主节点和32个从节点。主节点通过总线挂32个从节点,从而对32个地点的数据进行采集,每个地点可以采集12路电压值为0~5V的模拟信号,采集到的数据通过总线以20Mbps的速率传回主节点。本系统数据采集模块选用的是24位的△-∑型模数转换器ADS1258,RS-485总线驱动器选用了具有更高速率、更多节点优势的ISO1176T芯片,采用W5300以太网网口实现与上位机的通信。本文先分析和制定了系统总体方案设计与主要电路模块的芯片选型,之后详细阐述了系统中各部分硬件电路的设计方法,同时简要介绍了各电路模块的核心芯片,然后说明了系统软件的设计流程,制定了系统通信协议。最后对主要的硬件电路和整体系统做了反复测试,并对模拟通道信号的标定方法和测试的数据进行了详细的说明。经测试结果表明,本文设计的总线式数据采集系统具有体积小、总线传输速率高、采集精度高、转换数据可靠、系统工作稳定等特点,能够满足此次设计的各项指标要求。
[Abstract]:With the rapid development of science and technology and electronic technology , in the field of industrial production and space aviation , large scale equipment with complex structure and powerful function has been widely used , and it has brought bad production environment .

【学位授予单位】：中北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TP274.2

【参考文献】

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本文编号：1525524