基于FPGA的多功能測(cè)試儀的開發(fā).pdf

1、測(cè)試儀廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)和國防建設(shè)的各個(gè)領(lǐng)域，是科研和生產(chǎn)不可或缺的重要裝備之一。其工作原理是由信號(hào)發(fā)生裝置向被測(cè)對(duì)象發(fā)送激勵(lì)信號(hào)，同時(shí)由信號(hào)采集與處理裝置通過傳感器采集被測(cè)對(duì)象的響應(yīng)信號(hào)，并送到上位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和處理。本文研究采用靈活的現(xiàn)場(chǎng)可編程邏輯陣列FPGA為核心，協(xié)調(diào)整個(gè)儀器的運(yùn)轉(zhuǎn)，并采用先進(jìn)的USB總線技術(shù)，將信號(hào)發(fā)生、信號(hào)采集與處理有機(jī)地集成為一體的多功能測(cè)試儀。 本文的第一章介紹了測(cè)試儀及其研究應(yīng)用現(xiàn)狀，根據(jù)儀器

2、的成本、便攜性和通用性要求不斷提高的發(fā)展趨勢(shì)，提出了本課題的研究任務(wù)和關(guān)鍵技術(shù)； 第二章從硬件和軟件兩個(gè)方面討論了測(cè)試儀的總體設(shè)計(jì)方案，并且分別詳述了電源模塊、USB模塊、FPGA模塊、DSP模塊、A/D模塊、D/A模塊這六個(gè)功能模塊的硬件設(shè)計(jì)； 第三章討論了USB模塊相關(guān)的軟件設(shè)計(jì)，其中包含USB固件設(shè)計(jì)、驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)和客戶應(yīng)用程序設(shè)計(jì)三個(gè)方面的內(nèi)容，詳細(xì)論述了各部分軟件的架構(gòu)和主要功能模塊的實(shí)現(xiàn)。 第四章討論

3、了主控器FPGA的設(shè)計(jì)，是本文的核心部分。先從總體上介紹了FPGA的設(shè)計(jì)方案，然后從MCU模塊、信號(hào)采集模塊、信號(hào)發(fā)生模塊三部分具體描述了其實(shí)現(xiàn)方式。軟件設(shè)計(jì)上采用了模塊化的設(shè)計(jì)思想，使得結(jié)構(gòu)清晰，可讀性強(qiáng)，易于進(jìn)一步開發(fā)；并且靈活的使用了有限狀態(tài)機(jī)，大大提高了程序的穩(wěn)定性和運(yùn)行效率。 第五章介紹了DSP模塊的設(shè)計(jì)，討論了波形生成的原理及實(shí)現(xiàn)，并提出了與FPGA接口的方式。 第六章詳細(xì)描述了實(shí)驗(yàn)的步驟和結(jié)果，分別從單通道