论文总字数：18901字

摘 要

世界越来越多的地方在信息技术方面飞速发展，特别是在数字处理器方面,较之前而言处理速度提高了很多。但是在有外界影响而导致数据无法传输的时候还必须用将实时数据储存下来的方法保存实时数据。所述的数据收集系统要采集实时的数据需要大量的人力去处理，在非常短的时间内将大量的数据采集起来难度非常高。因此，数据收集系统的存储容量，以及抗干扰功能接口功能都要提升一个更高的档次，这便是数据收集的发展目标。随着数据传输技术的进步，数据的传输速度大幅度加快，但高速数据采集系统的要求需要快速并且稳定，所以在数据处理上抗干扰能力也要加强。

本论文所设计的高速信息采集系统，可以通用于各种工业领域。在本文中，基于数据采集系统设计方法的研究和应用在某些嵌入式高速数据采集系统具有一定的实用性。

研究手段如下:

(1)采用AD9460模数转换芯片。可进行16位模数转换，转换速率为70MHz，高速度的转换为系统功能提供了有力的支持。

(2)USB芯片采用Cypress 公司的EZ-USB FX2 系列的CY7C68013 芯片。Cypress 出品的EZ-USB FX2 系列芯片属于第一代USB 2 .0 协议的微型控制器之一，它集成了所有USB 2.0 协议的接收发射器，接口串行引擎，加强版的内核和允许编程的外围接口。

(3)本次设计的主控芯片采用ST公司出品的STM32F429芯片，STM32F429系列采用最新型的180MHz的Cortex-M4内核。可取代当前的基于微控制器和中低端数字信号处理器的双片解决方案，或者将二者整合成一个基于标准内的数字信号处理。STM32F429内置意式半导体的自适应实时（ART）加速技术，更深一步加强了ARM Cortex-M4内核处理数据的性能。

关键字：数据采集 高速 AD9460 嵌入式系统

Abstract

With the development of information technology, especially the improvement of processing speed of all kinds of digital processors, it is necessary to use the storage test method in some harsh environments and the data can not be transmitted in real time. People have become increasingly demanding of the data acquisition system, especially in some requires a large amount of data acquisition to be completed in a very short period of time, where real-time processing, the speed of the data acquisition system proposed very high requirements. Correspondingly, people's ability to store data acquisition system, interface and anti-interference ability also put forward higher requirements, which is the direction of the development of data acquisition. High speed stable and reliable data transmission technology plays an important role in the high-speed data acquisition system, and with the speed of data transmission is faster and faster, more and more high demand for the data.

In this paper, the design of high speed data acquisition system can be general in various industrial fields. In this paper, for some embedded high speed data acquisition system based on the research and application in system design methods has certain practicality.

The research methods are as follows:

(1) AD9460 analog to digital conversion chip. 16 bit analog to digital conversion, conversion rate of 70MHz, high speed conversion to provide a strong support for the system function.

(2) USB chip using EZ-USB company's FX2 CY7C68013 series Cypress chip. Produced one microcontroller Cypress EZ-USB FX2 series chip belongs to the first generation of USB 2 .0 protocol, which integrates all the receivers transmitters USB 2.0 protocol, and a serial interface to the engine, enhanced version of the kernel and allows you to program peripheral Interface.

(3) Main control chip using STM32F429 company's ST chip, STM32F429 series uses the latest Cortex-M4 180MHz core. Can replace the current micro controller and digital signal processor based on the low end of the dual solution, or the integration of the two into a digital signal processing based on the standard. The adaptive real time (ART) acceleration technique of STM32F429 built in Italian semiconductor, which further strengthens the processing performance of Cortex-M4 ARM kernel.

Key word：data acquisition high speed AD9460 Embedded system

目录

摘 要 3

Abstract 5

第一章 绪论 9

1.1课题背景 9

1.2国内外高速数据采集系统研究现状 9

1.3课题的目的和意义 10

1.4课题的内容和所要解决的问题 10

1.5数据采集系统概述 10

1.6数据采集系统的基本功能 11

1.7数据采集系统的发展趋势 12

第二章 基于AD9460高速数据采集系统的硬件平台 13

2.1嵌入式系统的数据采集与意义 13

2.2设计要求 13

2.3系统框图设计 14

2.4传感器的定义和组成 14

2.5 传感器的分类 15

第三章 采集系统原理图硬件设计 16

3.1 采集系统硬件流程 16

3.2 同相可调增益放大 16

3.3 二阶低通滤波 17

3.4 单端信号转换为差分信号 18

3.5 A/D转换电路 20

3.6 MCU主控制电路 21

3.7 电源模块 24

3.8 USB数据传输 25

第四章 基于AD9460高速数据采集系统的软件设计 27

4.1 采集设备固件程序 27

4.2 采样控制模块 27

4.3 USB通信模块 28

4.4 采集设备驱动程序 29

结语 31

致谢 32

参考文献 33

第一章 绪论

1.1课题背景

随着计算机技术的发展，传统的测控电路在工业测量中的地位开始被以微型计算机为核心的现代数据采集与控制系统所取代了。但是现代数据采集和控制系统的缺点也是很明显：比如微型计算机的防尘和防震等功能却比较差，对工业环境的要求比较苛刻；体积太大安装和使用起来都是比较麻烦的。所以，以嵌入式系统为平台的数据采集系统就随之而生了，嵌入式数据采集系统和基于微型计算的现代数据采集系统相比，有以下优点^[1]：

(1)可靠性高。嵌入式系统集成度高，所有的芯片都聚集在一块电路板上，而且程序存在芯片存储器中，稳定性高；

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