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《中国科学院研究生院(电工研究所)》 2005年
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基于DSP的新型SPM系统硬件方案研究

王春雨  
【摘要】:本文通过对实验室已有的扫描探针显微镜(SPM)仪器系统一些缺点的分析,提出了基于德州仪器公司的TMS320C6713 DSP 的新型SPM 系统硬件设计方案,并且已经实现该硬件系统,也通过该系统初步完成了接触式AFM 模式的闭环扫描。 整个系统由DSP 主控板、A/D 板、D/A 板、高压放大板、多功能信号处理板和电源系统组成,采用总线式结构,并且每块功能板上面的I/O 控制逻辑都采用CPLD 芯片实现。每个部分在设计时都充分考虑到将来升级和增加功能的需要,在保证系统可靠性的同时,尽量采用高性能高精度的芯片。 系统主控板以DSP 为基础,外部扩展了一片RAM 和一片FLASH,并通过USB2.0 接口与上位机通信,USB 接口芯片采用CYPRESS 公司的CY7C68013。RAM、FLASH、USB 接口以及其他各个功能板的地址分别都映射到DSP 的CE0~CE3 空间。 为提高仪器精度,A/D 板和D/A 板分别采用16 位高性能A/D 以及D/A 芯片重新设计。电源的低压供电部分也采用新方案重新设计,大大降低了系统电源噪声。同时,高压放大板和多功能信号处理板也分别根据需要作了不同的改进。 文章最后讨论了与软件设计相关的一些问题,并给出了针对不同硬件功能的一些测试程序框图以及接触式AFM 模式下对空白光盘样品进行扫描的扫描波形和图像。
【学位授予单位】:中国科学院研究生院(电工研究所)
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TH742

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【参考文献】
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