5.3.1單片機軟件實現

　　單片機上電復位后，首先執行初始化程序，然后等待上位機的指令。上位機開始測量之前，會對采集模塊設置Lamor頻率、采集時間、開采時間等參數。由于采集模塊的時序控制全部由CPLD來執行，單片機接收到這些參數之后，會對CPLD進行設置。當上位機發送開始采集指令后，單片機會給CPLD一個內同步信號ISY.而CPLD在內同步信號ISY和主控板傳來的外同步信號OSY全部到達后，啟動采集時序。開采時間一到，CPLD會按1/4倍Lamor頻率的采樣率給單片機采集中斷信號SY.單片機響應中斷后，調用采集子程序，控制AD7656采集信號，并將采集到的數據分類（噪聲X分量、噪聲Y分量、信號X分量、信號Y分量）存儲在FRAM中。采集時間過后，一次發射采集完成，單片機復位內同步信號ISY，然后將FRAM中的數據傳送到上位機。軟件流程圖如圖5.1所示。

　　5.3.2 CPLD軟件實現

　　CPLD的編程是通過Quartus II軟件來實現的。Quartus II軟件是Altera的綜合開發工具，它集成了Altera的FPGA/CPLD開發流程中涉及的所有工具和第三方軟件接口。通過使用此綜合開發工具，設計者可以創建、組織和管理自己的設計。

　　本設計中，采取Quartus II軟件中的原理圖輸入方式來實現CPLD的編程。其中同步時序控制部分的設計如圖5.2所示。

　　TDELAY、TCOLLECT、fLamor等參數都可以由上位機通過單片機來進行設定。參數設定原理圖如圖5.4所示。

　　5.3.3上位機主控軟件

　　上位機主控軟件采用Visual Basic語言開發J，LMRS系統完全由主控軟件進行發射、接收等操作控制，操作界面如圖5.5所示。主控軟件將采集模塊采集到的同相通道的數據I（t）、正交通道的數據Q（t）進行數學運算：

　　得到信號的包絡然后成圖顯示，波形顯示界面如圖5.6所示，其中信號波形用藍色曲線表示，噪聲波形用黑色曲線表示全自動文章采集軟件。

　　第七章全文總結

　　7.1主要工作

　　本文的主要工作是完成了核磁共振信號采集模塊的設計與研制。具體工作如下：

　　1、介紹了研究核磁共振找水原理，通過分析核磁共振信號的特點，提出了基于正交矢量放大方法的核磁共振信號包絡采集模塊的設計方案。

　　2、分析了鎖定放大器抑制噪聲的原理，通過理論分析和MATLAB仿真論證了正交矢量型鎖定放大器提取MRS信號參數的可行性。

　　3、用CPLD和D/A轉換器實現了相敏檢測器的功能，既產生了與MRS信號同頻的參考信號，又實現了對MRS信號的相敏檢波。設計了鎖相環倍頻電路，為CPLD輸出參考信號提供了穩定的時鐘頻率。

　　4、利用開關電容濾波器MAX260設計了截止頻率可調的低通濾波器。

　　5、利用同步采集芯片AD7656實現了同相、正交兩路通道信號的同步采集文章采集程序插件，并通過單片機將采集到的數據傳送到上位機。

　　6、對采集模塊進行了大量的室內測試，包括短路噪聲測試、標準正弦波測試和模擬MRS信號測試，驗證了采集模塊的可靠性和穩定性。通過誤差分析，得出采集模塊允許的參考信號與被測MRS信號的頻率偏差范圍。隨后采集模塊與JLMRS找水系統結合進行了大量的野外試驗，驗證了采集模塊的實用性。

　　7.2存在的問題以及改進建議

　　1、低通濾波器輸出有微小的直流偏移，對采集結果造成了一定的影響。應進一步改進低通濾波器的設計，消除直流偏移，提高濾除噪聲的能力。

　　2、采集芯片可以由串行工作模式轉換為并行工作模式，在保證系統運行速度的同時提高采樣率，使采集模塊可以加入全波采集功能。