基于pci总线的x光谱数据采集卡的设计与开发

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1、重庆大学硕士学位论文基于PCI总线的X光谱数据采集卡的设计与开发姓名：车震平申请学位级别：硕士专业：仪器科学与技术指导教师：魏彪20040510重庆大学硕士学位论文中文摘要摘要工业计算机层析成象或称工业断层扫描成象，简称ICT(IndustrialComputedTomography)，其基本原理与医用CT相似，均是基于射线检测的原理。由于工业X—CT系统中使用的x射线是多色谱，能量不同的x射线与物质作用的机理不同，将产生射线(束)硬化(BeamHardening)，从而引起CT图象的“压杯(Cupping)”伪象(Artifact)。在这种情况下，如果了解x射线(

2、即x光)与不同物质作用前、后的能谱情况，就能够对CT图象进行适当的硬化校正。x射线的能谱可由x光谱仪测量，本论文研究一种基于PCI总线的x光谱仪数据采集系统，以及相关软件的开发。论文在充分比较了国内外x光谱数据采集系统的基础上，选择基于PCI总线的x射线光谱数据采集接口方案。基此，论文详细介绍了PCI总线结构和特点，并对PCI总线操作、配置空间、数据传输方式等作了阐述。结合板卡的硬件设计，论文详细阐述了各部分的具体设计思想，其中对于难度较大的CPLD(复杂可编程逻辑器件)设计，论文给出了时序和组合逻辑的设计图和仿真波形。驱动程序是操作系统中控制硬件的模块，它提供硬件

3、设备的软件接口，论文对此进行了相应的介绍和分析。在驱动程序的研究基础之上，论文讲述了数据采集软件中各种功能模块在VisualC++6．0中的实现，并给出了部分界面、流程图和源代码等。为缩短开发周期，论文中硬件设计是基于PCI接口芯片PCI9030完成，数据采集软件是利用PLX公司的软件开发套件，在Win98／2000系统下采用VisualC++6．0完成。最后，针对整个系统的数据采集速率不理想等问题，论文给出了必要的解释，并提出采用PCI9054或采用LinuX嵌入式系统进行改进的建议。关键词：工业X—CT，x射线硬化，x光谱数据采集卡，PCI总线，PCI9030重

4、庆大学硕士学位论文英文摘要ABSTRACTTheprincipleofIndustrialComputedTomography(ICT)isjustthesamewiththatofMedicalComputedTomography(MCT)．Thcyareallbasedonray-detection．InindustrialX—CTsystem，cuppingartifactcausedbybeamhardeningisoftenoccurred，thatisbecauseitisdifferentthatthemechanismofX—ray’Sreactio

5、nonsubstanceobjectsinceX-rayismulticolor．Inthiscase．ifhavinglearnedthex·ray’SstatebeforeX—rayreactsontheobjectandtheX-ray’Sstateafterward，hardingcorrectingcallbedoneproperly．X-rayenergydetectionisusuallycompletedbyenergydetectioninstrument．Whatthefollowingarticlecompletedistheinterface

6、segmentforenergydetection．Afterhavingsufficientlycomparedthedataacquisitionsystemsoverseasandhome，PCIbusischosenasacquisitioninterface．Basedonit，thearticlefirstdescribesthestructureandfeatureofPCIbus，thendetmlsoperationonPCIbus，configurespace，datatransmissionandSOon．Relatedwiththehardw

7、areonthePCIcard，theauthordetmlsthedesignideaoneveryparts，especiallythepartofCPLDwhichisdifficulttodesign．Forthispart，designdrawingandsimulatingwavearealsoprovided．Inacquisitionsystem，anotherimportantpartisthedriverforitnotonlycontrolsthehardwarebutalsoprovidesthesoftwareinterface．Aft