基于dsp技术与pci总线的虚拟式fft频谱分析仪new

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1、重庆大学硕士学位论文基于DSP技术与PCI总线的虚拟式FFT频谱分析仪姓名：吴宏钢申请学位级别：硕士专业：机械电子工程指导教师：秦树人20040430中文摘要摘要虚拟仪器已经成为仪器发展的一个重要方向，目前已在众多领域获得了广泛应用。FFT频谱分析是机械工程、故障诊断等诸多领域所广泛采用的分析方法。但传统FFT频谱分析仪存在着不易更新、价格昂贵等缺点，虚拟式FFT频谱分析仪的产生摆脱了传统FFT分析仪的多种限制，为FFT分析仪的广泛应用铺平了道路。DSP技术在虚拟仪器中的应用更为虚拟仪器发展提供了广阔前景。本文在深入研究DSP处理系统的基础上，开发了基于DSP技术

2、以及PCI总线的虚拟式FFT频谱分析仪，设计新颖，实用性强，进一步展示了虚拟仪器在仪器发展中的重要地位。基于普通数据采集卡的虚拟式FFT频谱分析仪，信号的分析处理工作全部由计算机系统完成，在高速、多通道情况下这将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。在数据采集卡上集成数据处理功能可以极大地提高包括计算机在内的整套系统的实时性和数据处理的精确度。而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。在高速、实时处理条件下，数据的传输速度成

3、为决定系统实时性能的重要条件。PCI(PeripheralComponentInterconnect)总线是目前最快的Pc机局部总线标准，此外它还具有支持线性突发传输、极小的存取延迟、独立于处理器工作、兼容性强等优点。在数据采集处理系统与计算机之间采用PCI接口方式能很好地解决该系统数据传输带宽的要求。本文介绍了PCI总线的特点和带有这种接口方式的数据采集处理系统性能的提升以及它给用户带来的极大方便性。基于DSP和PCI总线技术，本文根据课题目的，开发了用于FFT频谱分析的数据采集处理卡。文中详细叙述了系统的硬件设计方案以及所达到的性能指标。系统的软件设计主要包括

4、DSP程序设计、驱动程序设计和应用程序设计。本文详细地介绍了系统在单通道、多通道工作模式下DSP主程序设计、DMA中断服务程序设计及基于PCI总线的驱动程序的设计。本文最后给出了系统的若干实际工作实例。关键词：数字信号处理器，频谱分析仪，虚拟仪器，PCI总线英文摘要ABSTRACTVirtualInstrumenthasbecomeallimportantdirectionofinstrumentdevelopment，nowithasbeenwidelyusedinmanyfields．FFTanalysisisawidelyusedmethodinmechan

5、icalengineering，faultdetectionandmanyotherfields．However,thetraditionalFFTanalyzerisexpensiveandisnoteasytobeupgraded．111ebirthofvirtualFFTSpectrumAnalyzergetsridofthelimitationoftraditionalFFTanalyzer,andpavesthewayfortheapplicationofFFTanalyzer．TheusesofDSPtechnologymakethefuturebro

6、adenedofVirtualInstrument．Thisarticle，basedonthedeepstudyofDSPsystem，designedavirtualFFTSpectrumanalyzerbasedonDSPtechnology．Thedesignisnewandofgreatpracticality,whichindicatestheimportanceofVirtualInstrumentinthedevelopmentofinstruments．ThesignalsareallprocessedbycomputersystemintheV

7、irtualFFTanalyzerbasedonordinarydataacquisitioncard，whichleadstoloweringtherealtimequalityinlligh—speed，multi—channeldataprocessing，andevenleadstOUSer’stmbearablewaiting．ToadoptDSP(digitalsignalprocessor)chipsonthedataacquisitioncardCanimproverealtimequalityandaccuracyofdataprocessing

8、．wKle