论文摘要：基于PXI总线的实时数据采集系统硬件设计与研究

随着计算机技术和测试测量技术的不断发展，以PXI总线为架构的数据采集系统在军事、工业等领域得到了越来越广泛的应用。本文从工程应用的角度出发，在深入理解系统功能的基础上，以PXI总线为硬件架构、以Windows和VxWorks操作系统为软件架构搭建了导引头测试评估系统，并采用两个计算机平台通过网络互联的方案解决了测试系统的可靠性和实时性问题。针对商业板卡不提供实时操作系统下驱动程序的问题，以及项目特殊功能的需要，本文自主开发了两种基于PXI总线的功能板卡：多功能数据采集卡和并行模拟输出卡。在多功能数据采集卡中，运用多路复用技术、可编程增益放大器以及引入电压参考等方法解决了AD通道数量、信号范围和信号极性上的扩展问题，并着重介绍了AD单端和差分的硬件程序实现，同时板卡实现了手动校准的功能；在并行模拟输出卡中，实现了DA输出的同步触发功能、AD的同步采样功能、自动校准功能，以及可编程IO的FPGA程序实现。本文还以系统要求的技术指标为依据，设计了信号调理单元。在数据采集系统调理单元中，详细介绍了AD调理板、DA/AD调理板以及IO调理板的设计原理；在图像采集系统调理单元中，首先简要介绍了图像数据的两种传输协议——LVDS和Hotlink，在此基础上详细阐述了图像调理板的硬件电路设计和硬件程序设计。最后，本文简要介绍了实时操作系统VxWorks的特点，以及在VxWorks下开发PXI总线设备驱动程序的过程。论文中研制的导引头测试评估系统经过现场联调和试用，达到了预期的要求。目前项目已经交付，系统运行稳定。

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