微米級顆粒測量儀器系統的嵌入式優(yōu)化.pdf

1、隨著我國工業(yè)建設迅速發(fā)展，環(huán)境問題日益嚴重，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行嚴格的監(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，可以對大氣中粉塵顆粒物進行在線監(jiān)測。本文工作是對該儀器的系統進行優(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熟悉的基礎上，針對現有系統中硬件電路部分存在問題：楔形自掃描光電二極管（CS

2、SPA）驅動電路過于復雜、驅動時鐘與采集時鐘不同步以及基于計算機的系統較為龐大等問題，提出了一種FPGA和ARM的嵌入式系統優(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，介紹了我們課題組的微米級顆粒物測量儀器系統的構成以及各個主要部分的工作原理，分析指出了現有儀器系統存在的問題，提出了一個以 FPGA為核心的優(yōu)化方案，在FPGA上構建了以Nios處理器為核心的片上系

3、統（SOPC）。
　　 二、CSSPA驅動延時電路的嵌入式優(yōu)化工作。分析了原測量儀器系統中的CSSPA驅動延時電路存在的問題，完成了基于FPGA的嵌入式優(yōu)化，使系統的時鐘統一可調，電路簡潔明了。
　　 三、數據采集部分的嵌入式優(yōu)化工作。分析了原測量儀器系統的數據采集部分，比較選擇了替代數據采集卡的AD芯片，完成了基于ADS7800和FPGA的C語言與VHDL語言兩個數據采集方案。
　　 四、數據處理與顯示的嵌入式