基于USB的高速数据采集和信号发生模块的研究与设计

【摘要】：本课题的目的是为了研制和开发一个通用的测试平台,以改善当前国内高校电工、电子信息类专业的教学实验条件,建设一个现代化的教学实验环境。 本课题设计了高速数据采集模块和信号发生模块,并结合USB总线通信技术和虚拟仪器技术,构成一个包含虚拟示波器、虚拟信号源、虚拟逻辑分析仪和虚拟数字信号发生器的通用虚拟仪器测试平台。在该测试平台上可以开发出多种实验内容,如各种滤波器幅频特性实验、运算放大器实验、RLC测试实验、晶体管图示仪实验以及各种数字电路实验等等。 本论文首先分析了研究和设计该通用测试平台的目的和必要性,然后介绍了测试平台的总体构成及其工作原理。接下来的各章分别详细的论述了构成测试平台的各个软硬件模块的原理和具体的设计方案。其中硬件部分包括高速数据采集模块、信号源模块和USB通信模块,软件部分包括微控制器固件程序、USB设备驱动程序和上层应用程序。信号源采用直接数字合成原理实现,频率范围从1Hz-5MHz,最小分辨率为0.2Hz。高速数据采集使用12位A/D转换器,最高采样频率40MHz。USB通信模块的设计采用Philips公司的USB控制芯片PDIUSBD12,符合USB1.1规范,批量传输模式。