基于fpga的毫米波成像系统中数据采集系统研究

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1、电子科技大学UNIVERSITYOFELECTRONICSCIENCEANDTECHNOLOGYOFCHINA专业学位硕士学位论文MASTERTHESISFORPROFESSIONALDEGREE论文题目基于FPGA的毫米波成像系统中数据采集系统研究专业学位类别工程硕士学号201522040893作者姓名王艳丽指导教师卿安永教授分类号密级注1UDC学位论文基于FPGA的毫米波成像系统中数据采集系统研究（题名和副题名）王艳丽（作者姓名）指导教师卿安永教授电子科技大学成都（姓名、职称、单位名称）申请学位级别硕士专业学位类别电子与通信工程提交论文日期20

2、18.04论文答辩日期2018.05学位授予单位和日期电子科技大学2018年06月答辩委员会主席评阅人注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。ResearchofdataacquisitionsysteminmillimeterwaveimagingsystembasedonFPGAADoctoralDissertationSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaDiscipline:MasterofEngineeringAuthor:YanliWangSupervi

3、sor:Prof.AnyongQingSchool:SchoolofElectronicEngineering论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）作者签名：导师签名：日期：年月日摘要摘要毫米波成像系统由于对人体无伤害、成像效果好等优点，成为越来越受欢迎的安检成像系统，具有

4、广阔的应用前景。数据采集系统是毫米波成像系统获得原始成像数据的基本硬件子系统。本论文以主动毫米波成像项目为依托，设计了一个基于FPGA的毫米波数据采集系统，完成双通道的数据采集并将采集数据实时传递到计算机上，以供成像算法完成成像。本文的主要工作内容可分文以下部分：(1)根据数据采集系统的功能要求，设计一个基于毫米波成像系统的数据采集系统结构.根据系统要求，完成数据采集系统中主要芯片的选型，包括FPGA芯片，ADC模数转换芯片和USB通信芯片。(2)根据数据采集系统的对硬件的要求，完成USB芯片的硬件电路设计，FPGA通信接口的硬件设计和FPGA外围

5、电路设计。完成AD9231的外围电路设计用于驱动AD9231采集数据。最后是伺服系统驱动模块的硬件设计，将FPGA的单端信号转化为伺服系统可以识别的差分信号。(3)完成数据采集系统中FPGA控制逻辑的设计。设计全局复位和时钟模块，为全局变量提供复位信号与参考时钟。完成AD采样控制逻辑设计，包括AD采样芯片的SPI配置，AD采样端口驱动逻辑。设计USB读写驱动逻辑，完成USB芯片读写功能的逻辑驱动。伺服驱动逻辑完成了FPGA对伺服电机的运动控制。(4)最后完成数据采集系统的硬件实现与测试。通过ModelSim仿真软件验证FPGA逻辑，然后将完成的逻辑

6、代码下载到FPGA开发板，进行硬件测试。利用示波器完成了伺服电机驱动信号的硬件测试。使用USB测试软件CyControl完成了FPGA与计算机的USB通信测试。将模拟信号接入到AD数据采集模块，采集AB两通道的模拟信号并利用Matlab软件将采集到的数据进行拟合，得到在要求范围之内的相应正弦波且幅值。关键词：FPGA，毫米波成像系统，数据采集，USBIABSTRACTABSTRACTMillimeterwaveimagingsystemhasbecomeanincreasinglypopularsecurityimagingsystemduetoi

7、tsadvantagessuchasharmlesstohumanbodyandgoodimagingeffect,andithasbroadapplicationprospects.Thedataacquisitionsystemisthebasichardwaresubsystemforthemillimeter-waveimagingsystemtoobtainrawimagingdata.Inthispaper,basedontheactivemillimeterwaveimagingproject,aFPGA-basedmillimete

8、r-wavedataacquisitionsystemisdesigned.Dataacquisitionsystemco