基于usb通信协议的数据采集系统设计

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1、分类号：密级：UDC：编号：工学硕士学位论文基于USB通信协议的数据采集系统设计硕士研究生：刘宇指导教师：王大成副教授学科、专业：水声工程论文主审人：乔钢教授哈尔滨工程大学2013年3月分类号：密级：UDC：编号：工学硕士学位论文基于USB通信协议的数据采集系统设计硕士研究生：刘宇指导教师：王大成副教授学位级别：工学硕士学科、专业：水声工程所在单位：水声工程学院论文提交日期：2013年2月论文答辩日期：2013年3月学位授予单位：哈尔滨工程大学ClassifiedIndex:U.D.C:ADissertationfortheDegr

2、eeofM.EngDesignofTheHigh-SpeedDataAcquisitionSystemBasedOnUSBInterfaceCandidate:LiuYuSupervisor:AssociateProf.WangDachengAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:UnderwaterAcousticEngineeringDateofSubmission:Feb,2013DateofOralExamination:Mar,2013University

3、:HarbinEngineeringUniversity哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出，并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者（签字）：日期：年月日哈尔滨工程大学学位论文授权使用声明本人完全了解学校保护知识产权的有关规定，即研究生在校攻读学位期间论

4、文工作的知识产权属于哈尔滨工程大学。哈尔滨工程大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件。本人允许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文，可以公布论文的全部内容。同时本人保证毕业后结合学位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一署名单位为哈尔滨工程大学。涉密学位论文待解密后适用本声明。本论文（□在授予学位后即可□在授予学位12个月后□解密后）由哈尔滨工程大学送交有关部门进行保存、汇编等。作者（签字）：导师（签字）：日期：年月日年月日哈尔滨工程大学硕士学

5、位论文摘要数据采集是任何一个完整的数字信号系统的第一个环节，也是最基础最重要的部分。随着科学技术的迅猛发展，数据采集技术也相应的取得了飞速的进步。与此同时USB是当今应用最为广泛的一种外部总线标准，其具有传输速度高，支持即插即用，热插拔，易于扩展等诸多优点，并且FPGA大规模可编程逻辑器件的应用也是越来越广泛，所以本文将集成USB通信协议的控制芯片配合FPGA技术进行外部逻辑控制和高速模数转换芯片的A/D采集控制构成一套高速可靠的数据采集传输系统。本文在对USB总线进行研究的基础上，分别从硬件电路和软件程序两个方面对基于USB总线和

6、FPGA技术的数据采集系统进行设计。在硬件电路设计部分，论文首先给出了系统的总体硬件框架和技术指标，然后按照数据流向从外到内的顺序，依次对数据采集芯片、FPGA芯片、数据缓存芯片以及USB接口芯片的选择和电路设计过程进行了阐述，并提出了设计中要注意的问题。在软件程序设计部分先给出程序的总体流程框图，之后说明了设计思想和层次结构，然后详细地论述了对各个层次程序的设计过程和应该注意的事项，同时给出了部分源代码和程序流程图，最后对USB接口芯片的固件程序的设计做了介绍。本文着重论述了硬件平台的搭建和FPGA控制程序的编写，在论文最后一章里

7、，采集系统经过实际测试，测试结果表明本次设计成功实现了设计的采集系统，并能够完成数据的采集和传输，设计方案能达到预期的技术指标，系统性能稳定。使用USB通信协议和FPGA在数据采集和计算机之间搭建起了联通的桥梁。论文的最后对本系统所做的工作内容进行了总结，并就系统后续的升级改造进行了展望。关键词：数据采集；USB协议；FPGA；哈尔滨工程大学硕士学位论文哈尔滨工程大学硕士学位论文ABSTRACTThedataacquisitioninacompletedigitalsignalsystemlinkisthemostimportant

8、part.Thesedaysscienceandtechnologyhavegottenrapiddevelopment,atthesametimedataacquisitiontechnologyhasalsomadeimmense