基于PCI总线的高速数据采集模块软件设计

摘要

在射频、通讯、测控、航天、动态检测等高科技领域中，数据采集作为一种反馈及控制手段，至关重要。本文所设计的基于 PCI总线的高速数据采集模块使用快速高效的DMA结合中断方式将数据传输至计算机，能够同时满足人们对速度和精度的要求并且模块开发的成本较低，适于应用推广。
　　基于 PCI总线的高速数据采集模块，利用计算机作为上层控制中心，将采集到的数据通过 PCI总线传输至计算机，经过设备驱动程序和仪器驱动程序的层层传递与控制传送到人机交互界面进行分析与显示，并且能够以一定的数据格式存储，使得这些数据能为模块外其它程序所用。
　　本文主要设计并实现了基于 PCI总线的高速数据采集模块的软件部分，包括底层设备驱动设计、仪器驱动设计和人机交互界面设计，并对与软件密切相关的硬件部分进行了简单的介绍。通过DriverStudio开发工具开发符合WDM驱动模型的设备驱动程序，选择合适的驱动例程完成设备 IRP的分析与处理；采用微软Visual C++6.0开发动态链接库形式的仪器驱动程序，封装了软硬件通信协议及模块功能的具体实现方法，只提供功能函数接口供人机交互界面调用，使得模块的软硬件具体工作对上层用户透明；使用 CVI开发高速数据采集模块的人机交互界面程序，构建仪器的用户面板，直观形象的展示数据采集结果，并能够对数据进行时域波形的简单分析。最后对模块进行了整体的调试以及功能验证，总结了调试过程中出现的问题并通过分析找到解决办法，完成了模块整个软件部分的全部功能设计。
　　经过大量的试验验证表明，该模块实现了对高速数据的采集和分析，并能够保存采集到的数据，完成了本文的设计目标，具有较为普遍的应用价值。

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第一章 绪 论

1.1 数据采集理论概述

1.2 研究背景和意义

1.3 本文主要任务及章节结构介绍

第二章 高速数据采集模块总体方案

2.1 需求分析

2.2 模块硬件设计概述

2.3 模块软件总体框架

2.4 本章小结

第三章 高速数据采集模块设备驱动程序设计

3.1 设备驱动程序设计分析

3.2设备驱动程序设计

3.3 本章小结

第四章 高速数据采集模块仪器驱动程序设计

4.1 需求分析

4.2 仪器驱动程序的通信设计

4.3 仪器驱动程序的功能实现

4.4 本章小结

第五章 高速数据采集模块人机界面程序设计

5.1 人机界面需求分析

5.2 人机界面软件设计

5.3 本章小结

第六章 高速数据采集模块软件的调试及功能验证

6.1 软件的安装

6.2 软件的调试

6.3 调试中出现的问题和解决方法

6.4 本章小结

第七章 结 论

致谢

参考文献

攻硕期间取得的研究成果