基于PCI总线的X光谱数据采集卡的设计与开发

摘要

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,它提供硬件设备的软件接口,论文对此进行了相应的介绍和分析.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.

目录

文摘

英文文摘

1引言

1.1选题依据及研究意义

1.2研究内容与特色

1.2.1主要研究内容

1.2.2成果特色

2 X光谱测量原理

2.1引言

2.2脉冲幅度分析器

2.2.1脉冲幅度甄别器

2.2.2脉冲幅度分析器方案

2.3多道幅度分析器的发展

2.4 X光谱数据采集的国内外研究现状

2.4.1国外研究现状

2.4.2国内研究现状

2.5接口方案选择

2.6数据采集系统总体方案

2.7本章小结

3 PCI总线技术

3.1引言

3.2 PCI总线的发展

3.3 PCI总线的结构和特点

3.4 PCI局部总线信号定义

3.5 PCI总线的操作

3.5.1总线命令编码

3.5.2 PCI局部总线的编址

3.5.3总线交易

3.6配置空间

3.6.1定义配置空间的目的

3.6.2配置寄存器的组织和功能

3.7 PCI接口开发

3.8本章小结

4 PCI数据采集卡有关硬件研究

4.1硬件的总体设计

4.2 PCI接口芯片PCI9030

4.2.1 PCI9030性能概述

4.2.2 PCI9030的本地总线

4.2.3 PCI9030的数据传输

4.2.4 PCI9030的配置空间及部分寄存器设置

4.3A/D转换器AD9221

4.4双口SRAM CY7C09349AV

4.5 CPLD设计

4.6数据传送方式

4.6.1微机中的几种传送方式

4.6.2本课题中传送方式的实现

4.7硬件调试

4.8本章小结

5 PCI数据采集卡有关软件研究

5.1引言

5.2驱动程序的研究

5.2.1 WINDOWS系统下驱动程序的认识

5.2.2 WDM驱动程序和WINDOWS 2000的系统结构

5.2.3驱动程序开发工具

5.2.4软件开发包Software Development Kits(SDK)

5.3数据采集软件的研究

5.3.1开发环境和编程语言的选择

5.3.2软件界面及功能设计

5.4实际测量

5.5本章小结

6性能测试

6.1引言

6.2数据采集速度测试、分析

6.3数据采集线性测试、分析

6.4本章小结

7结论及建议

致谢

参考文献

附录

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