基于fpga采用pcm通信實(shí)現(xiàn)多路數(shù)據(jù)采集器的研制

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1、南昌航空大學(xué)碩士學(xué)位論文基于FPGA采用PCM通信實(shí)現(xiàn)多路數(shù)據(jù)采集器的研制姓名：曹木云申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：碩士專(zhuān)業(yè)：測(cè)試計(jì)量技術(shù)及儀器指導(dǎo)教師：鄔冠華20070601摘要本文研制的數(shù)據(jù)采集器，用于采集導(dǎo)彈過(guò)載模擬試車(chē)臺(tái)的各種參數(shù),來(lái)評(píng)價(jià)導(dǎo)彈在飛行過(guò)程中的性能，由于試車(chē)臺(tái)是高速旋轉(zhuǎn)體，其工作環(huán)境惡劣，受電磁干擾大，而且設(shè)備要求高，如果遇到設(shè)備故障或設(shè)備事故，其損失相當(dāng)巨大，保證設(shè)備的安全性和可靠性較為困難。本文在分析數(shù)字通信技術(shù)的基礎(chǔ)上，選用了基于現(xiàn)場(chǎng)可編程邏輯陣列(FPGA)采用脈沖編碼調(diào)制(PCM)通信實(shí)現(xiàn)多路數(shù)據(jù)采集器的設(shè)計(jì)，其優(yōu)點(diǎn)是FPGA技術(shù)

2、在數(shù)據(jù)采集器中可以進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)，增加了系統(tǒng)的抗干擾性、靈活性和適應(yīng)性，并且可以將整個(gè)PCM通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)成可編程序系統(tǒng)，用戶(hù)只要稍加變更程序，則系統(tǒng)的被測(cè)路數(shù)、幀結(jié)構(gòu)、碼速率、標(biāo)度等均可改變以適應(yīng)任何場(chǎng)合。并且采用合理的糾錯(cuò)和加密編碼能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)在傳輸工程中的完整性和安全性。通過(guò)對(duì)PCM通信的特點(diǎn)研究，研制了一套集采集與傳輸?shù)南到y(tǒng)。文章給出了各個(gè)模塊的具體建模與設(shè)計(jì)，系統(tǒng)采用的是FPGA技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和信號(hào)處理，采用VHDL實(shí)現(xiàn)了數(shù)字復(fù)接器和分接器、編解碼器、調(diào)制與解調(diào)模塊的建模與設(shè)計(jì)。采用基于NiosII實(shí)現(xiàn)串口通訊，構(gòu)建了實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性

3、通信網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的采集。測(cè)試數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)采集的實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明，采用FPGA技術(shù)實(shí)現(xiàn)PCM信號(hào)的編碼、傳輸、解碼，能夠有較強(qiáng)的抗干擾性、抗噪聲性能好、差錯(cuò)可控、易加密、易與現(xiàn)代技術(shù)結(jié)合，并且誤碼率較低，要遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)的方法。關(guān)鍵字：現(xiàn)場(chǎng)可編程邏輯陣列，脈沖編碼調(diào)制，數(shù)據(jù)采集，糾錯(cuò)，加密AbstractThispaperdevelopedadataacquisitiontoobtainparametersofmissileoverloadsimulationtest-bedbywhichthepropertyofthemissileduringav

4、iationwillbeevaluated.Highlyrotatedasthetest-bedis,thedeviceisinhighrequirementanditsworkingenvironmentisterriblewithstrongelectromagneticjamming.Ifadevicefailureoraccidenthappens,itslosseswillbeenormours.Thereforeit’sdifficulttoguaranteethesecurityandreliabilityoftheequipme

5、nt.Basedontheanalysisofdigitalcommunicationtechnology,PCMcommunicationtechnologywasselectedtorealizethedesignofmulti-channeldataacquisitionbasedonFPGAwhichcanbemodulardesignedinadataacquisition.TheFPGAtechnologycanincreasetheanti-interference,flexibilityandadaptabilityofasys

6、temanddesigntheentirePCMcommunicationsystemintoaprogrammablesystem.Thechannelnumbers,structure,yardofrate,scalecanbechangedtoadapttoanyoccasionaslongastheuserchangetheprogramalittle.Propererrorcorrectionandencryptscodecanbeappliedtorealizetheintegralityandsecurity.Manufactur

7、easuitofsystemwithdataacquisitionandtransmissionbaseonthestudyinginthecharacteristicofPCM.Thisarticlehasproducedthemodelingandthedesignineachmodule,thesystemachievesdataacquisitionandSignalprocessingbyusingthetechnologyofFPGA.Andimplementthemodelinganddesigningofdigitalmulti

8、plexeranddemultiplexer,coderandencoder,modulateanddemodulationwithVHDL.Cons