基于PCI总线的轴角信号采集系统设计
摘要
高性能的数字采集技术是提高信号处理能力的关键。本文详细讨论了基于计算机PCI总线的高速数据采集系统的设计和实现，主要包括数据传输卡的系统设计、硬件实现、驱动软件开发以及轴角数据采集系统的设计。
本文围绕PCI总线突出的数据传输能力，给出了数据传输系统的设计方案。介绍了总线控制器PCI9054的桥接作用、传输卡硬件设计、用可编程逻辑器件逻辑控制设计、EEPROM的配置以及总线的数据传输功能实现过程，然后在此基础上给出了轴角信号采集系统的设计，主要介绍了采集系统的各功能模块设计以及电路设计中一些关键问题。
最后叙述了采用DDK开发包进行PCI设备驱动软件的开发。
The high-performance data acquisition technique is the key to enhance the signal processing ability. This dissertation introduces the design and implementation of high-speed data acquisition system based on PCI bus in detail. The main content includes hardware and driver software development of the data transmission card and the research of the data acquisition card.
Focused on the excellent transmission ability of the PCI bus, the dissertation discusses the transmission system design scheme. It includes that the bus controller PCI9054 action, hardware design, the design of the logical control with CPLD on the Local bus side, configuration of EEPROM and the implementation of all bus operation of the data transmission function. Based on these discussions, the angle data acquisition system design is given. It mainly introduces the design of all function module and the key problem of data acquisition system.
At last, on the corresponding driver software design, Driver Development kit is adopted to develop the driver programs.
本文围绕PCI总线突出的数据传输能力，给出了数据传输系统的设计方案。介绍了总线控制器PCI9054的桥接作用、传输卡硬件设计、用可编程逻辑器件逻辑控制设计、EEPROM的配置以及总线的数据传输功能实现过程，然后在此基础上给出了轴角信号采集系统的设计，主要介绍了采集系统的各功能模块设计以及电路设计中一些关键问题。
最后叙述了采用DDK开发包进行PCI设备驱动软件的开发。
The high-performance data acquisition technique is the key to enhance the signal processing ability. This dissertation introduces the design and implementation of high-speed data acquisition system based on PCI bus in detail. The main content includes hardware and driver software development of the data transmission card and the research of the data acquisition card.
Focused on the excellent transmission ability of the PCI bus, the dissertation discusses the transmission system design scheme. It includes that the bus controller PCI9054 action, hardware design, the design of the logical control with CPLD on the Local bus side, configuration of EEPROM and the implementation of all bus operation of the data transmission function. Based on these discussions, the angle data acquisition system design is given. It mainly introduces the design of all function module and the key problem of data acquisition system.
At last, on the corresponding driver software design, Driver Development kit is adopted to develop the driver programs.
引文
1 艾德才等．微型计算机总线．北京：电子工业出版社，1996
2 李贵山，陈金鹏等．PCI局部总线及其应用．陕西：西安电子科技大学出版社2003
3 刘晖等译．PCI系统结构．北京：电子工业出版社，2000
4 夏宇闻．复杂数字电路与系统的Verilog HDL设计技术．北京：北京航空航天大学出版社，2003
5 武安河．Windows2000／XPWDM设备驱动程序开发．北京：电子工业出版社，2005
6 尹勇，李宇．PCI总线设备开发宝典．北京：北京航空航天大学出版社，2005
7 张义和．非常PCB设计．北京：中国铁道出版社，1998
8 老虎工作室．电路设计与制版：Protel 99高级应用．北京：人民邮电出版社，2000
9 孙燕．Protel 99设计与实例．北京：机械工业出版社，2000
10 PLX Tech. PCI9054 Data Book 2.1, 2001
11 PLX Tech. PCI 9054RDK-LITE Hardware Reference Manual, 2006
12 张亮．数字电路设计与Verilog HDL. 北京：人民邮电出版社，2000
13 Peter Norton等．PC技术内幕．北京：清华大学出版社，2000
14 林佳本．数据采集与控制．今日电子，2003(10)：11-13
15 张惠娟，周利华等．Windows环境下的设备驱动程序设计．陕西：西安电子科技大学出版社，2002
16 ArtBaker, Jerry Lozano. Windows2000设备驱动程序设计指南．北京：机械工业出版社，2001
17 Microsoft Windows 2000 Driver Development Kit Document. Microsoft, 2000
18 王建华，张焕生等译．Windows核心编程．北京：机械工业出版社，2000
19 韩雪峰，黄焱，杨涛．基于PCI总线的高速数据采集接口的设计与实现．微机算计信息，2005(8)：71-73
20 谢述理．一种基于PCI的测井模拟信号采集系统．石油仪器，2005(3)：18-20
21 翟海防，谢宝昌．电机控制领域中的PCI数据采集卡的设计．微特电机，2004(8)：27-28
22 陈露晨．PCI9054性能分析及外部FIFO的扩充．电子技术应用，2001(4)：67-69
23 谭博钊，陶然．高速数据传输卡用PCI9054总线控制器．电子产品世界，2001(10)：60-64
24 PLX Tech. PCI9054 Design NotesRev. 1.8. 2003.1
25 邹向阳，陈家斌，王宏瑞．定位定向导航系统轴角／数字转换的设计．火力与指挥控制，2005(3)：84-86
26 赵葵银，寻大勇，唐勇奇．基于AD2S80A的永磁同步电动机高精度位置监测系统．低压电器，2006(9)：25-27
27 肖海荣，安国建等．用AD2S80A实现的高精度位置检测单元及其与80C196KC单片机的接口技术．微机算计信息，2001(3)：62-64
28 Fairchild Semiconductor International. FM93CS56 2048-Bit Serial EEPROM with Data Protect and Sequential Read, 2000.7
29 张毅，周成英．高速同步FIFO存储器在数字信号源中的应用．电子技术，2003(11)：48-50
30 肖峻，郑燕等．基于AD7663和CY734285V的数据采集系统设计．机电工程技术，2006(6)：79-82
31 ISSI. IS61LV256 32K×8LOW VOLTAGE CMOS STATIC RAM, 2001
32 蔡建隆，苏涛．用同步FIFO实现CPCI机箱板卡间的高速数据传输．电子设计应用，2003(12)：32-34
33 王琦，王永生，王珺．自适应实时视频采集处理系统的设计与实现．电子元器件应用，2006(4)：56-58
34 李忠辉，张志文．PCI设备驱动程序的开发及应用．西安工业学院学报，2005(1)：8-11
35 韩炳冬，宋克菲等．PCI数据采集卡WDM驱动程序设计．东北师大学报自然科学版，2005(1)：36-40
36 张新运，李传日．基于PCI总线高速数据采集卡的WDM驱动程序实现，2005(5)：44-47
40 王俊锋，冯志彪，陈耀．如何编写WDM设备驱动程序．微机发展，2005(2)：25-28
41 Walter Oney. Programming the Windows Driver Model. Microsoft Press, 1999
42 PLX Tech. PCI 9054 RDK-LITE CPLD Code Release Note v1.01, 2001
43 VANTIS. High-Speed Board Design Techniques. RevisionC, 1997
44 Peter Chambers. Ten Commands for Excellent Design. VLSI Technologylnc, 1997
45 ADI. Resolver-to-Digital Converter AD2S80A. 2001
46 CYPRESS. 64K×18Deep Sync FIFOs. 2003
47 宋万杰，罗丰等．CPLD技术及应用．陕西：西安电子科技大学出版社，2001
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28 Fairchild Semiconductor International. FM93CS56 2048-Bit Serial EEPROM with Data Protect and Sequential Read, 2000.7
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43 VANTIS. High-Speed Board Design Techniques. RevisionC, 1997
44 Peter Chambers. Ten Commands for Excellent Design. VLSI Technologylnc, 1997
45 ADI. Resolver-to-Digital Converter AD2S80A. 2001
46 CYPRESS. 64K×18Deep Sync FIFOs. 2003
47 宋万杰，罗丰等．CPLD技术及应用．陕西：西安电子科技大学出版社，2001