基于PCI总线、DSP技术的四通道实时数据采集、频谱分析卡

摘要

飞机发动机的各个参数测试,为评估发动机的性能提供了依据。根据外单位对某种型号飞机发动机的测试需求,开发了一套发动机的脉动压力、转速摆动、燃油流量多通道综合参数测试系统。该系统为被测发动机提供了相应的数据依据,对其性能评估、技术改造、故障维修等具有十分重要的意义。本文主要介绍综合参数测试系统中脉动压力测试模块的研制。该模块实现对被测信号的时域与频域分析,其主要的工作过程为:被测信号经信号调理电路,由16bit的A/D转换成数字信号,在CPLD的时序控制下,存入SRAM。SRAM采用双缓冲技术,实现数据实时传送。一方面,由PCI9052读取SRAM中的数据并传送给计算机,在计算机上显示出时域波形;另一方面,DSP也读取SRAM中的数据并完成对时域数字信号的FFT变换。最后,DSP中的频谱数据经PCI9052读入计算机并显示出实时频谱。在主要器件的选择上,PCI接口芯片选用PLX公司生产的PCI9052,模数转换器选用BB公司的ADS7805, DSP采用TI公司的TMS320C6711BGFN-150。本文详细地阐述了整个系统的方案制定和硬件、软件的设计思路及实现方法,包括PCI总线技术、数据采集技术、光电隔离技术、数字信号处理技术、DSP编程技术和Windows2000下设备驱动程序的编写。

目录

摘要

Abstract

第一章 引言

1.1 项目背景

1.2 论文阐述内容

1.3 系统需求

1.3.1 技术指标需求

1.3.2 功能需求

1.4 系统简介

1.5 个人工作

第二章 脉动压力测试模块硬件的开发

2.1 总体方案

2.1.1 需求分析

2.1.2 方案设计

2.2 零点校准电路设计

2.2.1 设计思想

2.2.2 器件选择

2.2.3 电路设计

2.3 放大电路设计

2.3.1 设计思想

2.3.2 器件选择

2.3.3 电路设计

2.4 模数转换电路设计

2.4.1 设计思想

2.4.2 器件选择

2.4.3 电路设计

2.5 隔离电路设计

2.5.1 设计思想

2.5.2 器件选择

2.5.3 电路设计

2.6 1号控制逻辑电路设计

2.6.1 设计思想

2.6.2 可编程逻辑器件简介

2.6.3 器件选择

2.6.4 电路设计

2.7 存储电路设计

2.7.1 设计思想

2.7.2 器件选择

2.7.3 电路设计

第三章 DSP 技术应用

3.1 DSP 简介

3.2 DSP 的器件选型

3.3 TMS320C6711 内核介绍

3.4 TMS320C6711 地址空间分配

3.5 DSP 的硬件设计

3.5.1 DSP 硬件设计整体注意事项

3.5.2 DSP 电源电路设计

3.5.3 DSP 复位电路设计

3.5.4 DSP 时钟电路设计

3.5.5 DSP 仿真器接口连接

3.5.6 DSP 外部 FLASH 接口设计

3.5.7 DSP 的EMIF 接口设计

3.5.8 DSP 的 HPI 接口设计

3.6 DSP 的软件设计

3.6.1 C6000 系列 DSP 软件开发流程

3.6.2 DSP 的编程方法

3.6.3 DSP 集成编程环境CCS

3.6.4 DSP 中的 C 语言编程的基本结构

3.6.5 COFF 公共目标文件格式和段的概念

3.6.6 FFT 算法的实现

3.6.7 软件程序清单

3.6.8 频域数据波形显示

3.6.9 DSP 的启动技术

3.6.10 DSP 对FLASH 的操作

第四章 PCI 总线接口设计

4.1 PCI 总线概述

4.2 PCI 总线特点

4.3 PCI 桥芯片的选择

4.4 PCI 总线接口设计

4.4.1 PCI9052 本地总线的设计

4.4.2 串行 EEPROM 的设计

4.4.3 串行 EEPROM 的配置

4.5 WDM 设备驱动程序开发

4.5.1 Windows2000 中驱动程序的种类

4.5.2 WDM 驱动程序的特点

4.5.3 WDM 驱动程序的构造方法

4.5.4 WDM 设备驱动程序实例

第五章 测试结果、误差分析及体会

5.1 时域静态参数测试

5.2 频域指标测试

5.3 误差分析

5.3.1 误差的定义

5.3.2 误差的分类

5.3.3 研究误差的目的

5.4 测试系统误差来源及估算

5.4.1 模拟多路开关 CD4053 静态误差的计算

5.4.2 放大器 PGA202 的误差计算

5.4.3 模数转换器 ADS7805 的误差计算

5.5 体会

参考文献