微米級顆粒測量儀器系統(tǒng)的嵌入式優(yōu)化.pdf

1、隨著我國工業(yè)建設(shè)迅速發(fā)展，環(huán)境問題日益嚴(yán)重，國家對環(huán)保工作越來越重視，其中，對大氣中粉塵這一類污染源進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)測和控制是保證大氣潔凈的重要的措施。我們課題組為此研制了微米級顆粒物測量儀器系統(tǒng)，可以對大氣中粉塵顆粒物進(jìn)行在線監(jiān)測。本文工作是對該儀器的系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化而開展的。
　　 本論文的工作建立在對微米級顆粒測量理論的了解、對以往原有微米級顆粒物測量系統(tǒng)熟悉的基礎(chǔ)上，針對現(xiàn)有系統(tǒng)中硬件電路部分存在問題：楔形自掃描光電二極管（CS

2、SPA）驅(qū)動電路過于復(fù)雜、驅(qū)動時鐘與采集時鐘不同步以及基于計算機(jī)的系統(tǒng)較為龐大等問題，提出了一種FPGA和ARM的嵌入式系統(tǒng)優(yōu)化方案，主要開展了以下四個方面的優(yōu)化工作：
　　 一、提出嵌入式優(yōu)化方案。闡述了微米級顆粒物測量的理論基礎(chǔ)，介紹了我們課題組的微米級顆粒物測量儀器系統(tǒng)的構(gòu)成以及各個主要部分的工作原理，分析指出了現(xiàn)有儀器系統(tǒng)存在的問題，提出了一個以 FPGA為核心的優(yōu)化方案，在FPGA上構(gòu)建了以Nios處理器為核心的片上系

3、統(tǒng)（SOPC）。
　　 二、CSSPA驅(qū)動延時電路的嵌入式優(yōu)化工作。分析了原測量儀器系統(tǒng)中的CSSPA驅(qū)動延時電路存在的問題，完成了基于FPGA的嵌入式優(yōu)化，使系統(tǒng)的時鐘統(tǒng)一可調(diào)，電路簡潔明了。
　　 三、數(shù)據(jù)采集部分的嵌入式優(yōu)化工作。分析了原測量儀器系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集部分，比較選擇了替代數(shù)據(jù)采集卡的AD芯片，完成了基于ADS7800和FPGA的C語言與VHDL語言兩個數(shù)據(jù)采集方案。
　　 四、數(shù)據(jù)處理與顯示的嵌入式