基于FPGA的電容屏參數(shù)采集與處理系統(tǒng).pdf

1、現(xiàn)在數(shù)據(jù)采集及處理廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，其重要性越來(lái)越被人們重視，其硬件實(shí)現(xiàn)方案種類繁多。隨著FPGA近年來(lái)的高速發(fā)展，F(xiàn)PGA在數(shù)據(jù)采集與處理方面的優(yōu)勢(shì)逐漸體現(xiàn)。
　　FPGA是超高速的超大規(guī)模可編程邏輯器件。FPGA具有集成度高、運(yùn)行速度快、可編程等優(yōu)點(diǎn)，F(xiàn)PGA的發(fā)展在很大程度上推動(dòng)了數(shù)字系統(tǒng)單片化、自動(dòng)化的進(jìn)程。FPGA在設(shè)計(jì)的可靠性和靈活性上得以突破，縮短了設(shè)計(jì)周期。
　　本設(shè)計(jì)是對(duì)基于 FPGA的信號(hào)采集與處理系統(tǒng)

2、的實(shí)際應(yīng)用。此次應(yīng)用的任務(wù)是采集“電容觸控屏參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)”中電容屏上任意一點(diǎn)的V、I模擬信號(hào)，并將采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，得到處理結(jié)果。為了能使測(cè)量操作可以由上位機(jī)發(fā)布指令并能將測(cè)量數(shù)據(jù)返回上位機(jī)，所以要支持MCU讀寫特殊寄存器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)。
　　本文主要研究設(shè)計(jì)了三大系統(tǒng)：1、矩陣通道的選通。通過(guò)FPGA與多通道模擬開關(guān)的組合，達(dá)到了對(duì)256*256矩陣上任意一點(diǎn)的選通。2、信號(hào)的采集與處理。信號(hào)采集與處理部分包括了信號(hào)采集控

3、制模塊、濾波模塊、算法處理模塊。采樣控制模塊控制 A/D轉(zhuǎn)換器將這個(gè)矩陣點(diǎn)輸出的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，將采集到的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)FIFO緩沖。低通濾波模塊對(duì)FIFO中的數(shù)據(jù)進(jìn)行平滑濾波處理，濾波后的數(shù)據(jù)存入FPGA內(nèi)部的RAM當(dāng)中。數(shù)據(jù)處理模塊將RAM中的數(shù)據(jù)進(jìn)行“逐差法”處理，將結(jié)果輸出給MCU。三個(gè)模塊之間緊密連接，數(shù)據(jù)傳輸連貫。設(shè)計(jì)達(dá)到了80Mhz采樣率和16bits精度的要求。3、與MCU進(jìn)行通信。通過(guò)分析MCU接口的協(xié)議，完成MCU