基于USB的瞬态信号数据采集系统的设计与实现-系统工程专业论文.docx

西南交通大攀硕圭磷究生学彼论文 西南交通大攀硕圭磷究生学彼论文 第{癸 摘 要 髓羞计算机、微媳子、囊动控制等技术鑫勺发展，{乍为信息技术的重要 手段，数据采集技术正在向集成化、数字化、标准化方向发展。对于一般 的数据采集任务有通用的数搬采集系统可供选用，但是考虑到数据源以及 雳户需求豹多榉牲，瓣蘸逶穗豹采集设备不会惑钱满足掰蠢要求。本文言李 论的是一个瞬态信号的数据采集系统。 本设计的初衷是研制一个桩基础无损检测仪。糖基础梭测技术是工程 界十分关心的问题，也是长期以来图内外学者、研究人员所从事斡一个研 究课题。从检测设备的角度糟，测量精度高、动态范围大的数据采集系统 是穰萋稿检测皴术懿蕊萋窭。溺辩，硷溺系统设诗中蘩考虑褒殇测试豹条{譬， 使整个系统结构紧凑，携带方便，可与计算机实现快速、简捷的遗接。所 以，数据采集邀爨研制和设计数据传竣方式是论文工{乍的主要内容。 在数据采集电路设计中，采用了浮点放大投术来提离系统的动态范 围；通过引入可编程逻辑器件来实现触发控制、存储控制；采样过程中应 雳了时滓重爨技术，觚嚣实现了数撰采集系统懿浚东线馋戴方式。系统采 用新型的集成了完整12位数据采集系统的AduC812单片机完成AID转换 任务。 在数据传输部分的设计中，考察了火线(Firewire)、PCI、RS232之 类的常用微机外部总线的解决方案。最后经过比较，论文采用了其有较高 筵羧遮瘦、支持郎援鼯雳和热捶拔，还毒主掇供毫(最大500mA)等往良 性能的通用串行总线(USB)。论文在USB部分的主要设计任务是开发 WDM驱动程序和下位机控制软件以及USB接口电路的设计。 本设计最终实现了一个瞬态信号数据采集系统，它具鸯以下特点： ·采用USB接口进行高速数据传输，倦输速度达100Kbyte／s； ·采用浮点A／D转换技术，动态范塑达120dB； ·多种采样触发控制方式； ·最高采样率lOOKSps； ·12位采样精度； ·32KB数据缓存； ·馒耀藜裂大援嫒电子嚣件，系绞绩搀紧凑，熏量轻，遥舍野外馋业。 该系统综合运用了模拟倍号调理技术、浮点A／D转换技术、复杂可编 程逻辑器件(CPLD)和USB(Universal Serial Bus)技术。因此，系统采样 速率离、动态范围宽、数疆传输速度茯。两黧，由予复杂霹编程逻辑器{串 和ADuC812单片机具有在系统编程(ISP)功能，使得本系统具有灵活的 可扩震瞧和可篷配置憾。 【关键词】数据采集；USB；CPLD；WDM 西南交通大学硕士研究生学位论文 西南交通大学硕士研究生学位论文 第2页 Abst ract Wjtll the improvements on computer science and microelectronics、the data acquisition devices．as the most important method being used in information technology，were developed towards integration，digitalization and standardization． There are many kinds of data acquisition devices for general usage．But those universaI equipment may not be fit a11 particular users．A data acquisition system． which iS used to sample instantaneous signal wavefoITn iS discussed in this thesis． The originaIintention of my work iS to design the aDparatus which will be used tO inspect the defect of Pile Foundation．Pile inspection technique iS very important in construction industry．It was studied for a long time by engineers all over the world． From the point of view of testing equipment．the data acquisition system wit}1 more precision and larger dynamic range iS fimdamental for Pile Foundation testing． At the sa