總線式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、隨著科學技術(shù)及電子技術(shù)的迅速發(fā)展，在工業(yè)生產(chǎn)和航天航空領(lǐng)域，自身結(jié)構(gòu)復雜和功能強大的大型設(shè)備被廣泛使用，也因此帶來了惡劣的生產(chǎn)環(huán)境。為保障大型設(shè)備順利運行和工作人員的人身安全，實時監(jiān)控與測試系統(tǒng)成為必不可少的一部分，在此系統(tǒng)中數(shù)據(jù)采集起到了至關(guān)重要的作用。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是計算機和外部物理世界進行互通的一個重要橋梁。目前各領(lǐng)域?qū)?shù)據(jù)采集系統(tǒng)的要求更加嚴格即要求數(shù)據(jù)采集的范圍擴大、精度提高、通道增多及數(shù)據(jù)傳輸更快更穩(wěn)定，為滿足這些要求本文設(shè)計

2、了總線式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。
　　本文基于FPGA和RS-485總線設(shè)計的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，包括一個主節(jié)點和32個從節(jié)點。主節(jié)點通過總線掛32個從節(jié)點，從而對32個地點的數(shù)據(jù)進行采集，每個地點可以采集12路電壓值為0～5V的模擬信號，采集到的數(shù)據(jù)通過總線以20Mbps的速率傳回主節(jié)點。本系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集模塊選用的是24位的△-∑型模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADS1258，RS-485總線驅(qū)動器選用了具有更高速率、更多節(jié)點優(yōu)勢的ISO1176T芯片，采用W530

3、0以太網(wǎng)網(wǎng)口實現(xiàn)與上位機的通信。本文先分析和制定了系統(tǒng)總體方案設(shè)計與主要電路模塊的芯片選型，之后詳細闡述了系統(tǒng)中各部分硬件電路的設(shè)計方法，同時簡要介紹了各電路模塊的核心芯片，然后說明了系統(tǒng)軟件的設(shè)計流程，制定了系統(tǒng)通信協(xié)議。最后對主要的硬件電路和整體系統(tǒng)做了反復測試，并對模擬通道信號的標定方法和測試的數(shù)據(jù)進行了詳細的說明。
　　經(jīng)測試結(jié)果表明，本文設(shè)計的總線式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)具有體積小、總線傳輸速率高、采集精度高、轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)可靠、系統(tǒng)工