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基于FPGA的数据采集与处理系统设计

更新时间：2020-03-27 11:38:35 大小：12M 上传用户：六3无线电查看TA发布的资源 标签：fpga 数据采集串口通信 下载积分：3分评价赚积分（如何评价?）打赏收藏评论(0) 举报

资料介绍

数据采集是获取信息的基本手段，在现代工业生产和科学研究中有着十分广泛的应用。传统的数据采集器主要由分立元件或单片机构成，存在着可靠性差、运行速度慢等缺点，满足不了现场数据采集高速度、高精度、高实时性等方面的要求，由此采用超大规模、超高速的现场可编程逻辑器件FPGA来提高数据采集器的速度、精度和实时性成为当前数据采集器发展的需求。

本文在分析国内外数据采集器发展现状的基础上，对数据采集的实现方法进行了研究，提出了一种基于FPGA的数据采集与处理系统的设计方案，并选择了低功耗、低成本、高性能的FPGA芯片EP1C6Q240作为控制核心，实现了一种区别于传统结构的、更为快速、更为便携的数据采集与分析系统。本系统在硬件电路设计时分别设计了FPGA控制模块、信号调理电路模块、A/D模数转换电路模块、人机交互模块和串口通信模块。其中，FPGA控制模块作为系统的核心，用来完成整个系统的时序控制、外围电路驱动、实现数据的缓存和处理;信号调理电路本系统采用了AD603构成了程控放大电路，它同TLC5510芯片构成的A/D模数转换电路共同实现数据的采集;系统采集到的数据既可通过由液晶显示器LCD12864构成的人机交互系统实时显示，也可通过由MAX232芯片组建的串口通信电路传送给PC机，实现更为复杂的处理和更大容量的存储。本系统的软件设计主要是对FPGA内部模块的设计，设计过程中，使用了Altera的QuartusⅡ平台，采用VHDL语言，描述了A/D模数转换器控制模块、FIFO存储器模块、FFT数据处理器模块、串口通信控制器模块、液晶显示控制器模块与按键控制器模块，并对各个模块进行了功能、时序上的仿真，仿真结果表明各个子模块都能完成相应功能及对应电路的驱动。

本文设计的数据采集与处理系统充分发挥了FPGA的性能优点，设计的整机系统具有成本低、性能高、体积小等特点，在使用TLC5510芯片的条件下，可实现最高采样频率为12MHZ的信号采样存储和数据处理功能。同时，本文论述的工作对实现高速度、低成本、便携式数据采集与处理系统具有很好的铺垫作用。