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基于FPGA的動(dòng)態(tài)光譜數(shù)據(jù)采集系統(tǒng).rar

資 源 簡(jiǎn) 介

近紅外光譜法是血液成分無創(chuàng)檢測(cè)方法中的熱點(diǎn),也是取得成果最多的方法之一。但是,個(gè)體差異和測(cè)量條件是影響近紅外光譜血液成分無創(chuàng)檢測(cè)的一個(gè)較突出的問題。而動(dòng)態(tài)光譜法就是針對(duì)這個(gè)問題而提出的一種全新的近紅外無創(chuàng)血液成分濃度檢測(cè)方法。它從原理上消除了個(gè)體差異和測(cè)量條件等對(duì)光譜檢測(cè)的影響,為基于近紅外光譜法的血液成分無創(chuàng)檢測(cè)方法進(jìn)入臨床應(yīng)用去除了一個(gè)較為關(guān)鍵的障礙。因此,本文根據(jù)動(dòng)態(tài)光譜檢測(cè)原理設(shè)計(jì)了基于FPGA的動(dòng)態(tài)光譜數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。 在分析了動(dòng)態(tài)光譜數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的性能要求后,采用DALSA的高性能線陣CCD IL-C6-2048C作為光電轉(zhuǎn)換器件;根據(jù)CCD輸出數(shù)據(jù)的高速度和信號(hào)微弱及含有噪聲等特點(diǎn),選用了高速、高精度、并帶有相關(guān)雙采樣芯片的圖像處理芯片AD9826作為模數(shù)轉(zhuǎn)換器件;以FPGA及其內(nèi)嵌的NIOSⅡ處理器作為核心控制器,并用LabVIEW對(duì)采集得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示。 在FPGA中,利用Verilog HDL語言編寫了CCD和AD9826的控制時(shí)序;利用兩塊雙口RAM組成乒乓操作單元,實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)的緩存,避免利用NiosⅡ處理器直接讀取時(shí)的頻繁中斷。將NIOSⅡ處理器系統(tǒng)嵌入到FPGA中,實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的管理。NiOSⅡ處理器利用中斷方式讀取緩存單元中的數(shù)據(jù)、經(jīng)對(duì)數(shù)變換后傳遞給計(jì)算機(jī)。其中緩存數(shù)據(jù)的讀取及對(duì)數(shù)變換均采用自定義組件的方式將硬件單元添加到NIOSⅡ系統(tǒng)中,編程時(shí)直接調(diào)用。NIOSⅡ系統(tǒng)通過串口將處理后的數(shù)據(jù)傳遞給LabVIEW, LabVIEW對(duì)數(shù)據(jù)簡(jiǎn)單處理后顯示,以實(shí)時(shí)觀察采樣數(shù)據(jù)是否正確。 最后對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測(cè)試,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,系統(tǒng)能夠很好的采集并顯示數(shù)據(jù),能夠初步完成光信號(hào)的檢測(cè)。

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