王文艺[1]2002年在《高速串行总线(USB)在DSP数据采集系统中的应用与研究》文中研究说明高速串行总线(USB)作为一种新兴的计算机外设总线标准,从标准的出现到大规模的应用,仅用了短短几年的时间,这一切都得益于它易用、真正的热插拔、高性能和系统造价低廉等优点。同时随着我们所处的工业环境越来越复杂,现场工程师不断增加了对监控这些工业环境设备的易用性、简单性的要求。而工业系统中的各种监控设备中,最核心的技术就是数据采集和分析控制系统。这都离不开DSP技术的发展和支持。怎样利用最新的技术来满足这种需求,是本论文的主题。 USB技术和DSP技术的结合提供了一种优秀的数据采集系统的解决方案。USB使系统具有简单的接口界面、优秀的可扩展性,使整个系统变得如流水线一般的简洁、流畅。而DSP技术提供了处理复杂运算的能力,能够满足复杂工业环境所要求的大量运算,它们的结合提供了一种新型的系统方案。 全文共分成两个部分,第一部分“新技术的出现—USB,DSP”主要描述了数据采集系统的演变,新型工业环境对数据采集系统的要求,新技术USB,DSP的出现对数据采集系统设计的影响。第二部分“USB的解决方案”重点描述了如何开发一个基于USB,DSP的新型数据采集系统,对系统进行了详细的需求分析并给出了整体的系统体系结构。它共分叁章分别对DSP系统中USB设备的硬件,固件及USB的主机驱动接口进行了描述并提供了相应的解决方法。 本课题研究了USB技术在DSP数据采集系统中的应用与研究,并给出了一个可行的整体开发解决方案。
王文艺, 王友钊[2]2003年在《高速串行总线在DSP系统中的开发与研究》文中研究表明介绍了高速串行总线 (USB)在DSP数据采集系统中的应用、研究和开发。根据USB的特点给出了在DSP系统中开发USB设备的一种叁层模型、系统开发的流程及如何建立开发环境。具体介绍了应用实例。
郑国轴[3]2002年在《基于DSP技术的数据采集系统软件技术研究》文中进行了进一步梳理本文以应用于工业测试系统的在线状态监测的数据采集卡系统的设计,讨论了基于DSP芯片和USB通讯接口数据采集卡的软件系统设计的主要步骤和过程。 全文介绍了课题背景,分析了数据采集卡应用对象的特征,并提出数据采集卡系统总体方案。全文着重叙述了DSP软件系统的详细设计,应用到的数据结构以及资源分配。本文还详细介绍了TI公司TMS320系列里的LF2407芯片资源,以及TMS320的软件集成开发环境(CCS),对数据采集模块的做了代码级的全面细致描述和分析。对数字信号处理中最经典的应用——快速傅立叶变换(FFT)运算,在定点DSP芯片上的实现做了充分的分析和研究。 通过本文,我们已经完成了基于DSP和USB的数据采集系统的所有开发步骤,并给出了完整的系统详细设计文档,还对数据采集和处理中的最重要和最主要模块做了程序代码编写和研究。
李伟[4]2007年在《通用串行总线技术在数字运动控制中的应用研究》文中指出数控技术是机械制造自动化的基础,它是随着科学技术和社会生产的发展而逐步发展起来的,数控系统的核心问题是运动控制问题。本论文研究了通用串行总线(USB)技术在数字运动控制中的应用,设计了具有USB接口的伺服控制器。木论文课题的研究对于数控技术与数字伺服技术的发展具有重要的理论意义与实际价值。首先讨论了数控系统、数字伺服系统、二者的通信接口和串行总线的发展及国内外研究现状,并指出了主要研究内容。运动控制系统通常由数控主机与若干伺服系统组成,随着基于PC的开放式数控系统和数字交流伺服系统的迅速发展,二者的传统接口已经难以满足需要,串行通信网络接口越来越受到人们的重视,因此提出了基于高速串行通信网络的数字运动控制系统的接口方法。在研究了常用的RS-232C/422/485串行通信接口、讨论了数控系统与数字伺服实时串行通信协议国际标准SERCOS的基础上,探讨了USB接口在数字运动控制中的应用及硬件设计方案,为数字伺服系统采用高速串行总线与数控主机实时通信打下了基础。给出了运动控制系统新的实现方法,以省去运动控制卡,解决了中高档数控系统的关键问题。然后设计开发了USB接口伺服控制器。通过研究世界DSP芯片市场,选用了美国TI公司专门为数字运动和电机控制推出的DSP控制器TMS320F243作为伺服控制器的主处理器,USB接口采用Cypress公司的EZ-USB系列芯片AN2131QC并设计开发了硬件电路及DSP与USB的接口电路。最后设计开发了采用USB技术的数字运动控制系统的软件,包括USB设备固件程序、USB设备驱动程序。采用VC++设计开发了数控主机与伺服系统的串行通信用户应用软件即USB接口通信实验程序,并给出了实验研究结果。开发了数字运动控制调试监控软件,可以通过PC主机设置和显示伺服系统的参数、参考给定信号、状态等。
俞平[5]2005年在《基于DSP技术与USB2.0接口的数据采集处理系统》文中进行了进一步梳理数据采集卡是一种把传感器输出的模拟信号转换成数字信号,并将数字信号输入到计算机系统的一种A/D 接口卡。一般的数据采集卡只局限于单纯的数据采集功能,信号的分析处理工作往往在上层的PC 机上完成。然而在有些对实时性要求高的场合,将会导致系统的实时性降低,甚至出现用户难以忍受的长时间等待。对于目前大部分的插卡式数据采集卡来说,用户在安装配置上将会花掉大量的时间,而且系统不具备热插拔和便携的优点。本文设计了一套基于DSP 和USB2.0的便携式数据采集处理系统,不仅突破了传统数据采集卡单纯数据采集的局限,具有板卡上完成数据处理的能力,同时具有热插拔和便携的优点,更加适合场外测试测量。DSP(数字信号处理器)以其特有的硬件体系结构和指令体系成为快速精确实现数字信号处理的首选工具。本文讲述了DSP 的CPU 结构、存储器构成、外设资源和指令寻址方式等。高速数据采集处理系统不但要求系统具有高速的数字信号处理能力,同时还要有很高的数据传输带宽,以便系统能够把大量数据传到PC 机上。采集处理系统采用的计算机接口类型是数据传输带宽的决定因素。USB 总线(Universal Serial Bus)的最高速度可达480Mbps,且具有热插拔、易于扩展和兼容性强等优点。在数据采集处理系统与计算机之间采用USB2.0 高速接口能够完全满足数据传输的带宽要求。本文介绍了USB总线的特点和协议等内容,充分阐述了基于此接口的数据采集处理系统的设计和实现方法。基于DSP 和USB2.0 技术,本文设计了一套便携式高速数据采集处理系统。系统功能模块包括输入/输出通道模块、采集处理模块和计算机接口模块。每个功能模块在结构上由一些电子器件按一定的组成方式构成。针对各个功能模块,本文进行了详细的硬件设计。系统的软件设计主要包括DSP 程序设计、固件程序、驱动程序和主机端程序设计。文章详细地介绍了系统单通道、多通道工作模式的DSP 主程序设计、DMA中断服务程序和INT 2中断服务程序的设计。利用KeilC51 工具开发了固件程序,并用微软公司的DDK 工具和Visual C++6.0 开发工具进行了系统的驱动程序和主机端应用程序设计。论文最后对课题进行了总结,并对进一步研究进行了展望。
王彤[6]2002年在《基于DSP的带有USB接口的数据采集及处理电路的设计》文中提出随着信息技术和计算机技术的飞速发展,数字信号处理技术已经逐渐发展成为一门关键的技术科学。而数字信号处理器(DSP)芯片的出现则为数字信号处理算法的实现提供了可能。DSP芯片是具有特殊结构的微处理器,专门为快速实现各种数字信号处理算法而设计。本文既是设计一种以通用型DSP芯片为核心的数据采集和处理电路,并将其应用于大型旋转机械的状态监测系统。 本文首先说明了状态监测系统在工业生产中的必要性和重要意义以及国内外状态监测系统的发展情况。然后较为详细地介绍了旋转机械振动信号的特点并讨论了状态监测系统的任务、组成及其功能。 串行通用总线(USB)具有低成本、使用简单、支持即插即用、易于扩展等特点,已被广泛地用在PC机及嵌入式系统上。采用USB进行通讯是本课题的一个特点,因此论文的第二章介绍了USB总线的发展、组成结构及特点。 在电路设计中本文提出了模块化的设计方法,并重点叙述了模拟信号调理模块、DSP模块、USB接口模块和可编程逻辑器件模块等的设计方法、电路形式方面内容。其中又对可编程逻辑器件的开发,对利用硬件描述语言Verilog编程和FOP-DOWN的设计方法,及EDA软件的辅助设计做了专门的介绍。 调试和优化是确保设计成功必不可少的步骤,本文就这一问题展开了讨论并总结了调试和优化过程中应该注意的各种问题。文章的最后,对整个电路子系统的设计做了回顾,并指出现存的一些缺陷并提出了改进的方法,为今后系统的升级作出了准备。
胡霁[7]2007年在《基于DSP的数据采集系统研究与设计》文中研究指明数据采集与处理一直是生产实践研究与应用领域的一个热点和难点。伴随着高性能微处理器的采用和用户技术要求的不断提高,国内外对数据采集系统的研究与应用也在不断发展。目前,以数字信号处理器作为数据采集系统的CPU的研究与应用也逐渐引起业内重视。文章给出了一种基于数字信号处理器、复杂可编程逻辑器件以及通用串行总线接口的数据采集方案,并已完成该数据采集系统的设计,实现了对一种瞬时测频接收机输出频率编码数据的采样与分析。本系统具有配置简单、编程灵活、易于升级、可扩展性强等优点。文章首先介绍了DSP技术,并研究了DSP软件开发方法,选择采用基于DSP/BIOS的软件设计方法。然后分析了数据采集和处理系统的主要性能指标和基本的结构,并根据该测频接收机的工作模式以及所要采样的数据格式,给出总体方案设计。确定了高性能数字信号处理器、先入先出存储器、复杂可编程逻辑器件和通用串行总线接口为基础的硬件框架。完成了系统硬件设计,重点研究DSP硬件电路的设计过程;完成了系统软件设计,重点研究DSP数据采集软件的设计,并研究了DSP/BIOS在DSP软件设计中的应用及其优越性。在最后的系统测试中,本系统完成对输出频率编码数据的采集和传输,并在PC机上对所采样的数据进行分析,达到了预期的效果。
李彦伟[8]2007年在《基于DSP和CPLD的数据采集系统研究与设计》文中研究说明随着计算机技术、电磁兼容技术、传感器技术和信息技术的飞速发展和普及,数据采集与处理系统得到广泛的应用。利用这一系统对现场参数进行采集、监视、记录和分析,以达到对现场工作情况的实时监控。传统的基于ISA、PCI接口的数据采集卡在使用中表现出许多弊端。而随着技术的发展,新兴的基于通用串行总线接口的数据采集方案得到广泛的应用。本文针对一种小型化瞬时测频接收机输出频率编码数据的采样,提出了一种基于数字信号处理器、复杂可编程逻辑器件以及通用串行总线接口的数据采集方案。该系统具有编程灵活、配置简便、易于升级以及可扩展性强的优点。本文首先从数据采集和处理的基本理论出发,讨论了数据采集和处理系统的结构和性能要求,接着根据该测频接收机的工作模式以及所要采样的数据格式,提出以高性能数字信号处理器、先入先出存储器、复杂可编程逻辑器件和通用串行总线接口为基础的硬件实现框架,并详细介绍了硬件实现的各个部分以及各个模块之间的接口,包括芯片选用、硬件连接和软件编程。本文介绍了以此硬件平台为基础实现了对该测频接收机的输出频率编码数据的采集和传输,并已实现了在PC机上对所采样的数据进行分析,达到了预期的效果。
付信高[9]2010年在《一种基于DSP+USB的高速数据采集传输系统的设计与实现》文中指出随着计算机技术的发展,数字信号处理技术已经成为高速实时处理的一项关键技术,广泛应用于图形图像处理、语音识别、智能检测、工业控制等各个领域。数据采集系统可以通过A/D转换把模拟信号转换成数字信号,并可以方便地实现数字信号存储、处理及再现,是数字信号处理的重要组成部分,得到了越来越广泛的应用。本论文介绍了一种基于数字信号处理器TMS320F2812和通用高速串行总线USB2.0的高速数据采集传输系统,具有集成度较高、成本较低、接口简单、使用方便等特点。本文设计的高速数据采集传输系统采用F2812作为核心处理器完成模拟信号的采集、部分处理及电机的控制,并根据存储的需要扩展了内存IS61LV-51216。本系统选用Cypress公司的USB2.0芯片Cy7C68013A作为F2812和上位机通信的接口,实现了采集数据传输以及上位机对DSP控制。本文分析论证了系统的特点、工作原理、芯片的选择方法以及固件程序的编写等,从关键技术、总体方案、硬件电路、软件程序等几个方面给出了详细的设计实现方法。文中阐述了系统的主程序流程,还详细论述了系统的软件设计和实现过程,包括:DSP程序软件、USB控制软件、Windows环境中上位机程序软件。在DSP软件设计中介绍了DSP初始化设置,ADC模块的配置,数据采集和转发,命令的接收以及程序的Flash烧写等。在USB固件设计中采用异步串口传递命令与状态代码,Slave FIFO接口传递大批量数据,从而使USB2.0接口传输带宽得到充分发挥。在上位机软件部分,介绍了驱动程序的开发、安装,控制和接收数据应用程序的设计。系统软件设计是本文的重点。经应用测试,该系统对一次采集数据量小于1M字节,采集速率不大于1.25Msps的图像等数据采集传输具有很好的实用性。该系统支持即插即用,能满足高采样率、较大数据量的要求,使用非常方便,具有较好的应用前景。
李广辉[10]2007年在《基于USB总线的DSP与PC通信设计及PC信号处理》文中研究表明随工业环境越来越复杂,现场工程师对工业现场设备监控仪器的便携性、数据传输的速度和可靠性要求越来越高。针对这种情况,本文充分利用USB总线的即插即用、数据传输可靠性和高速等特点,配合DSP强大的控制与数字信号处理功能,设计了一种新型的便携式数据采集系统解决方案,并将其应用于焊接过程。本文主要完成了数据采集与传输单元、USB固件程序、USB驱动程序、PC机信号显示与处理四大部分任务。在数据采集与传输方面,采用DSP自带高速ADC模块,实现了分辨率10位,采样速率可达2MHz的高速采样。通过扩展USB控制芯片,实现了与PC机53MByte/s的高速数据传输,从而使数据采集系统变得更加便携易用。在USB固件程序方面,采用完全中断驱动的方式完成了设备枚举和数据采集。CPU处理前台任务时,USB的传输可在后台进行。确保了最佳的传输速率和更好的软件结构,同时简化了编程和调试。在USB驱动程序方面,利用DriverWorks开发环境,它以面向对象的思想完全封装了DDK(Device Driver Model)的所有库函数,通过Driver Works提供的类,轻松地编写出USB驱动程序,与采用传统的DDK相比,大大缩短了驱动程序开发周期。在PC机应用程序方面,动态显示模块采用多线程技术和高速数据转储的形式实现了高速大量数据实时显示和保存,较好地解决了在Windows平台上实现高速、大量数据实时显示时所出现的丢失数据、屏幕刷新等问题。静态分析模块结合Matlab提供的编程接口实现了算法复杂的小波分析。依据“计算机软件”即是仪器的思想,使本系统完全具备了虚拟仪器的特点。本课题研究和设计了USB技术在数据采集与PC通讯系统的应用,并给出了一套可行的整体开发解决方案。
参考文献:
[1]. 高速串行总线(USB)在DSP数据采集系统中的应用与研究[D]. 王文艺. 浙江大学. 2002
[2]. 高速串行总线在DSP系统中的开发与研究[J]. 王文艺, 王友钊. 自动化仪表. 2003
[3]. 基于DSP技术的数据采集系统软件技术研究[D]. 郑国轴. 浙江大学. 2002
[4]. 通用串行总线技术在数字运动控制中的应用研究[D]. 李伟. 山东大学. 2007
[5]. 基于DSP技术与USB2.0接口的数据采集处理系统[D]. 俞平. 重庆大学. 2005
[6]. 基于DSP的带有USB接口的数据采集及处理电路的设计[D]. 王彤. 浙江大学. 2002
[7]. 基于DSP的数据采集系统研究与设计[D]. 胡霁. 华中科技大学. 2007
[8]. 基于DSP和CPLD的数据采集系统研究与设计[D]. 李彦伟. 华中科技大学. 2007
[9]. 一种基于DSP+USB的高速数据采集传输系统的设计与实现[D]. 付信高. 山东大学. 2010
[10]. 基于USB总线的DSP与PC通信设计及PC信号处理[D]. 李广辉. 华中科技大学. 2007
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