基于FPGA的数据采集系统设计

2020-01-30 15:48发布

常用的数据采集方案往往采用单片机或DSP(数字信号处理器)作为控制器,控制ADC(模数转换器)、存储器和其他外围电路的工作。但由于单片机本身的指令周期以及处理速度的影响,难以达到多通道高速数据采集系统的要求,DSP虽然可以实现较高速的数据采集,但其速度提高的同时,也提高了系统的成本;并且单片机和DSP的各种功能要靠软件的运行来实现,执行的速度和效率较低,软件运行时间在整个采样时间中占很大的比例。而FPGA(现场可编程门阵列)在高速数据采集方面有单片机和DSP无法比拟的优势,FPGA具有时钟频率高,内部延时小,全部控制逻辑由硬件完成,速度快,效率高,组成形式灵活等特点。因此,本文以FPGA作为核心处理器件,进行了数据采集的过程。
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14条回答
gaochy1126
2020-01-30 18:57
由图可知,系统主要由以下5个部分组成:
第1部分是放大器电路。程控放大器的作用是将传感器产生微弱的模拟信号进行放大处理。放大器把信号放大到与A/D转换器满量程电压相应的电平值,以便充分利用A/D转换器的分辨率,放大器的放大倍数可以通过设计放大电路来进行实时控制。
第2部分是A/D模数转换电路。其功能是将放大后的模拟信号转换为计算机能够识别的数字信号。A/D转换器是采样通道的核心,所以A/D转换器是影响数据采集系统采样速率和精度的主要因素之一。
第3部分是数据缓存电路。A/D转换后的数据信息一般不能直接传送到计算机,所以在读入计算机或其他处理设备之前应该增加数据缓存模块,这样能有利于将数据连续的送人计算机。
第4部分是时序逻辑控制电路。它可以控制程控放大器、A/D模数转换器、数据缓存等单元,并实现与计算机的通信。
第5部分是接口电路。接口电路是数据缓存区的数据传输至计算机等设备的纽带。

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