PXI总线模块数据采集电路和驱动程序设计

摘要

将计算机技术与数据采集技术相结合,用于对工业自动化过程进行监控是现代生产不可缺少的重要环节。PXI是PCI总线在仪器领域的扩展,由于具有高速数据传输性能、便于配置和升级、可靠性好、模块化结构等优点而得到越来越广泛的应用。因此,对PXI总线技术在数据采集领域的应用进行研究具有实际应用价值。
　　本文在研究PXI总线规范的基础上,设计了一个双通道的PXI总线数据采集系统。系统的硬件部分主要由总线接口电路、器件功能电路和逻辑控制单元组成。PXI总线接口通过接口芯片PCI9030来实现;器件功能电路主要用于实现信号采集和数据存储功能,采用高精度的12位A/D转换器AD7892对输入模拟信号进行转换,A/D转换结果存放到FIFO存储器中;CPLD作为逻辑控制单元,用于实现整个数据采集系统的控制逻辑。在软件部分,本文对PXI总线设备驱动程序和软面板的设计方法进行了研究,采用Windriver完成了模块驱动程序的开发,并在Visual C++6.0开发环境下完成了数据采集系统软面板的设计。
　　测试的结果表明所采用的设计方案可行,系统的设计也比较合理,达到了预定的技术指标。

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第一章 绪论

§1.1 自动测试系统简介

§1.2 数据采集系统的任务及组成

§1.3 课题研究背景和意义

§1.4 课题主要研究内容

§1.5 论文章节安排

第二章 PXI总线技术研究

§2.1 PXI总线测试系统的组成

§2.2 PCI总线的特点

§2.3 CompactPCI结构及特点

§2.4 PXI总线规范

§2.5 本章小结

第三章 PXI总线接口功能的实现

§3.1 模块总体功能和技术指标

§3.2 PXI总线接口方案

§3.3 PCI9030简介

§3.4 接口功能的实现

§3.5 热插拔功能的实现

§3.6 本章小结

第四章 器件功能电路的设计

§4.1 器件功能电路的结构

§4.2 模拟信号输入通道设计

§4.3 逻辑控制单元设计

§4.4 数据采集模块的PCB设计

§4.5 本章小结

第五章 驱动程序的设计

§5.1 PXI总线模块软件构成

§5.2 驱动程序的开发

§5.3 软面板的设计

§5.4 本章小结

第六章 系统的调试与验证

§6.1 硬件电路的调试

§6.2 系统功能的验证

§6.3 软面板功能的验证

§6.4 数据采集结果分析

第七章 结束语

参考文献

致谢

作者在攻读硕士期间的主要研究成果

附录A 器件功能电路原理图

附录B 可编程逻辑器件的Verilog代码