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文檔簡介
1、電子萬能實驗機是測定材料力學性能的主要設備，當前使用的電子萬能材料試驗機控制系統(tǒng)大部分采用基于單片機的采集控制系統(tǒng)，或基于ISA總線的采集與控制卡，常需要手工操作控制，數(shù)據(jù)采集速度慢，數(shù)據(jù)傳輸率低，試驗的精度不高。
基于此目的，本論文基于高速的PCI總線協(xié)議，采用FPGA設計總線接口及部分控制邏輯，采用24位串行A/D轉換芯片設計數(shù)據(jù)采集電路，數(shù)據(jù)采集控制由AT89C51單片機控制，在此基礎上設計開發(fā)了試驗機的數(shù)據(jù)采集和輸出控
2、制系統(tǒng)，充分利用電子計算機的運算能力檢測和控制試驗機的運行過程，提高試驗精度。
本文從電子萬能試驗機的構造及試驗過程中的工作控制流程入手，抽象出試驗機的控制和檢測模型，制訂電子萬能試驗機數(shù)據(jù)采集及輸出控制系統(tǒng)的總體設計方案。分析PCI總線的規(guī)范，分析其數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r序，生成PCI總線傳輸過程的狀態(tài)機。分析PCI配置空間格式，完成配置寄存器功能設計。應用Verilog-HDL語言實現(xiàn)了PCI總線接口功能。在QuartusII軟件環(huán)
3、境下進行FPGA模型設計，利用ModelSim軟件進行時序仿真，驗證了接口設計的有效性。采用Verilog-HDL語言實現(xiàn)了位移編碼器信號的相位分離以及32位的增減量計數(shù)功能。利用ModelSim軟件進行仿真，驗證了位移采集模塊的功能?？刂葡到y(tǒng)采用8路輸入輸出信號處理模塊，實現(xiàn)了對輸入信號的光藕隔離和輸出信號的隔離及放大功能。系統(tǒng)采用高精度的16位D/A轉換電路，通過控制輸出電壓實現(xiàn)對試驗機電機轉速及方向的控制。
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