基于usb的便携式数据采集系统设计_硕士学位论文

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1、硕士学位论文基于USB的便携式数据采集系统设计III摘要论文题目：基于USB的便携式数据采集系统设计学科名称：电话与系统摘要传统的数据采集卡普遍采用PCI、ISA等标准接口，基于这些标准接口的采集卡有不便于携带、安装复杂、可扩展性差等问题，它已不能满足科研和生产的实际需要。通用串行接口USB作为一种新型的串口通信标准，具有传输速率高、可扩展性好、即插即用、使用灵活等特性，很好的弥补了传统采集卡接口的缺陷。本文结合USB的传输优势和FPGA的高效性能，设计了一种基于USB的便携式数据采集系统。文中首先简单的对USB总线的特点以其相应的体系结构进行了

2、介绍，然后对硬件电路、软件程序以及系统测试几个方面进行了深入论述。在硬件设计方面：选用的系统硬件主要由模数转换模块、FPGA主控制器模块、USB接口模块以及电源模块构成；根据系统要实现的功能以及芯片的工作方式完成了电路的连接，同时完成了系统的原理图设计和PCB图的绘制。在软件设计方面：根据系统的设计要求，重点研究了三部分内容：FPGA控制程序、USB固件程序以及客户端应用程序。同时详细介绍了各部分软件的具体设计思想，并给出了相应的程序流程图与调试结果。最后，结合硬件和软件对整个系统进行了最终测试，并给出了测试结果和分析。结果表明：该数据采集系统的

3、功能符合设计要求，能够满足一般工业现场对数据采集系统便携性、低功耗以及对数据传输速度要求较高的任务需求。关键词：数据采集；USB2.0；FPGA；固件程序；应用程序III摘要Title:PORTABLEDATAACQUISITIONSYSTEMDESIGNBASEDONUSBMajor：CircuitsandsystemsName：WenHuaHeSignature:Supervisor：Prof.ShuiYuWANGSignature:AbstractTraditionaldataacquisitioncardiscommonlyusedsta

4、ndardinterfacessuchasPCI、ISA，buttheacquisitioncardisnoteasytocarry,installandexpand.Soitcannotmeettheactualneedsoftheresearchandproduction.TheUniversalSerialinterfacesUSBasanewstandardofserialcommunication,ithasahightransmissionrate,goodscalability.Atthesametime,itiseasytoplu

5、gandplay,varietyinuse.Soitiscompensatedforthedefectsoftraditionalcapturecardinterface.Inthispaper,alongwiththeefficientperformanceofthetransmissionadvantageoftheUSBandFPGA,aportabledataacquisitionsystembasedonUSB2.0havedesignedandimplemented.Thepaperfirstbrieflydescribesthear

6、chitectureandfeaturesoftheUSBbus,thenconductedin-depthdiscussiononaspectsofthehardwarecircuit,softwareprograms,andsystemtesting.IntheHardware：WemainlycompletedADconvertercircuitdesign,FPGAhostcontrollerperipheralcircuitdesign,theUSBinterfacecircuitdesignandthepowermoduledesig

7、n.Theconnectionbetweeneachpartofthechipoperatingmodesandsystemstoachievethefunction.CompletesystemschematicdesignandPCBdiagramofthehardwarecircuitsystem,Inthesoftware：Accordingtothedesignrequirements,wefocusonthethreesections:theFPGAcontrol-programdesign,USBfirmwaredesignandc

8、lientapplicationprogramdesign.Atthetime,describeingindetailthevariou