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文檔簡介
1、數據采集是信號與信息系統(tǒng)中的一個重要組成部分,也是數字信號處理的關鍵環(huán)節(jié)。數據采集是將傳感器輸出的信號通過一定的處理轉換成計算機識別的數字信號,轉換后的數字信號由計算機根據不同的需要進行相應的計算和處理。
傳統(tǒng)的高速數據采集系統(tǒng)設計方法是利用單片機和硬件FIFO對信號進行采集,但這種系統(tǒng)控制單一,且不易升級。隨著EDA技術的發(fā)展,F(xiàn)PGA的使用越來越廣泛。 FPGA電路邏輯關系清晰,芯片時延性小、速度快,且可用VHDL或V
2、erilogHDL來描述其內部邏輯電路,便于修改和升級。如果將FPGA控制器應用在高速數據采集系統(tǒng)中,將會極大地提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性與可靠性。
本課題設計了一個基于FPGA的多通道、高精度的高速數據采集卡。它主要由FPGA控制模塊、數據采集模塊以及接口總線構成,該數據采集卡具有速度高、功耗低、數據傳輸方便等優(yōu)點。數據采集卡采用A/D轉換器ADS1246對信號進行放大、差分轉換和模數轉換,然后,利用FPGA設計系統(tǒng)時鐘模塊、內部
3、控制模塊及緩存模塊,這樣不僅能夠通過控制模塊來控制通道選擇、波特率配置和控制采樣速率等,還能夠實現(xiàn)數據的傳遞、緩存和處理等功能,最后通過串行接口把FPGA中的緩存數據傳送到數據終端。
本課題中采用FPGA作為數據采集卡的核心器件,這類數據采集系統(tǒng)能夠高效、高精度、穩(wěn)定的對數據進行實時采集,有著很高的可擴展性和可調試性。FPGA內部的時序控制模塊利用硬件描述語言VHDL來實現(xiàn),同時選用24位S-Δ串行ADS1246轉換器進行
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