基于FPGA的多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng).pdf

1、伴隨著信息技術(shù)的發(fā)展，人類(lèi)對(duì)于數(shù)據(jù)的采集，信息的獲取有了越來(lái)越高的要求，如何迅速和精確的獲取大量的數(shù)據(jù)信息顯得非常迫切。在工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)，環(huán)境監(jiān)測(cè)，人們往往需要實(shí)時(shí)的對(duì)生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)，環(huán)境的各方面參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。通過(guò)對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，可以及時(shí)地做出決策，從而達(dá)到提高生產(chǎn)效率，保護(hù)生態(tài)環(huán)境的目的。由于環(huán)境監(jiān)測(cè)采集的數(shù)據(jù)量較大，如何實(shí)現(xiàn)多路數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集和處理成為了重要的課題。本論文設(shè)計(jì)了一種基于FPGA的多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，采用14位的

2、ADC和DAC，實(shí)現(xiàn)了8路模擬信號(hào)和32路數(shù)字信號(hào)的采集。
　　在研究了多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀之后，確定了基于FPGA的多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)方案。介紹了基于Quartus II開(kāi)發(fā)軟件的FPGA開(kāi)發(fā)流程，采用Altera公司的FPGA EP2C70，將32位嵌入式微處理器軟核Nios II移植到EP2C70內(nèi)部，建立嵌入式開(kāi)發(fā)平臺(tái)，作為系統(tǒng)的控制核心。根據(jù)自頂向下的模塊化設(shè)計(jì)方法，利用Verilog HDL描述Nios II

3、的外圍模塊，包括緩存模塊，AD控制模塊和DA控制模塊，同時(shí)給出了各個(gè)模塊的ModelSim仿真波形圖，分析仿真波形，可以驗(yàn)證每個(gè)模塊功能設(shè)計(jì)正確性。利用Protel DXP軟件設(shè)計(jì)系統(tǒng)的電路原理圖和PCB版圖，在硬件電路設(shè)計(jì)上，采用了光耦隔離的措施，實(shí)現(xiàn)數(shù)模隔離；設(shè)計(jì)了信號(hào)調(diào)理電路，對(duì)輸入和輸出的模擬信號(hào)進(jìn)行放大和跟隨等措施。最后進(jìn)行了系統(tǒng)的調(diào)試，硬件下載驗(yàn)證并實(shí)現(xiàn)了模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)的采集，采集精度達(dá)到毫伏量級(jí)，采樣率達(dá)到200ksp