基于C8051F360和FPGA的高速数据采集系统设计
基于80C51的数据采集处理系统设计
目录１前言 (1)1.1 课题的背景及其发展状况 (1)1.2 研究该课题的目的及意义 (1)1.3 课题研究的内容 (1)2 方案分析与论证 (2)2.1 系统功能及结构简介 (2)2.2 设计数据采集处理系统时要考虑的几个问题 (2)2.3 元器件的选择 (2)2.3.1 A/D转换器的选择 (2)2.3.2 单片机的选择 (4)2.3.3 串口通信的选择 (5)2.3.4 显示部分 (7)3 系统硬件设计 (8)3.1 A/D转换电路 (8)3.1.1 TLC549的工作原理 (8)3.1.2 TLC549应用接口电路图 (9)3.2 AT89C52主控电路 (9)3.2.1 单片机时钟电路 (9)3.2.2 单片机复位电路 (10)3.3 LED显示电路 (10)3.4 串口电平转换电路 (11)3.5 电源及功能指示电路 (11)3.6 信号处理电路 (12)4 系统的软件设计 (13)4.1 Keil Uvision4的简介 (13)4.2 程序设计 (13)4.2.1 主程序设计 (13)4.2.2 数字滤波 (13)4.2.3 单片机初始化程序 (15)4.2.4 TLC549初始化及采样程序 (15)4.2.5 显示程序 (15)4.2.6 串口通信程序 (15)5 总结与体会 (17)参考文献 (18)致谢 ................................... 错误！未定义书签。
附录 (20)摘要数据采集是指从传感器和其他待测设备等模拟和数字被测单元中自动采集信息的过程。
数据处理就是从采集到的原始数据中，删除干扰噪声、无关信息和不必要的信息，提取出反应被测对象特征的重要信息。
数据采集处理系统是在信息科学领域中最为普遍的应用系统，它的存在有着非常重要的作用。
本文介绍的主要是基于80c51的数据采集处理系统的硬件设计和软件设计。
硬件部分以单片机为核心，还包括A/D转换模块、显示模块和串行接口部分，实现对采集到的数据进行模拟量到数字量的转换，将转换后的数据送入单片机进行处理，将处理后的数据传入LED显示电路。
基于单片机C8051的数据采集和控制系统设计
下可 以进行 分别禁止 ， 进 而可以减少系统功耗 。 在信号处理方 面 ，
Ｃ ８ ０ ５ １ 单片机可 以对所采集的信号进 行 决速的算法处理 ， 还可以更
加快速 的实现数据传送。 还可以通过对空闲模式和停机模式的 电源
Ｓ Ｃ Ｍ的代表 ， ８ ０ Ｃ ５ １ 是微控制器器ＭＣ Ｕ 的代表。 随着嵌入 式领域 的
片机就是在这样 的背景 下出现的 ， 是片上 系统Ｓ ＯＣ 的代表 ， 无论 是
运行 速度还是集成效果都较前面 的系列更先进 。 １ ． ２单 片机 Ｃ８ ０ ５ １ 系列 的特 点概 述
由于单片机 Ｃ ８ ０ ５ １ 将８ ０ ５ １ 指令集全部兼容 了， 所 以其上手非常
０ 端 口的灵活配置 。 复位方式也变得多样化 ， 有上 电复位 、 掉 电复位、
数控 技 术
嚼
基于单片机 Ｃ ８ ０ ５ １ 的数据采集和控制系统设计
王 字
（ 天 津滨 海职 业 学院 ， 天津 ３ ０ ０ ４ ５ １ ）
摘要： 随着ＵＳ Ｂ 技术的发展， 现代工厂的数据采集技术有 了很 大的进 步， Ｃ８ ０ ５ １ 单片机在ｕｓ Ｂ 数据采集 系统 中的应用， 使得数据采集更加
现在 ：
（ ６ ） Ｃ ８ ０ ５ １ 单片机具有齐全的型号 ， 可以根据不同的设计需要选 择不同型号的单片机， 而且可以极大地节约开发成本 ， 集成度高 ， 成 为了嵌入式领域 的主要代表 。
１ ． ３ Ｃ ８ ０ ５ １ 单 片机 的功 能 Ｃ ８ ０ ５ １ 单片机可 以 作为微控制器的 内 核， 可以 进行片上存储 、 实
数据采集和处理技术的发展迅速 ， 可以说是 日新 月异 ， 现在 集 还将高分辨率Ｄ ＡＣ 进行 了集成 ， 使得绝大多数混合信号系统的应用
基于C8051F单片机的多通道数据采集仪
该 模 块 记 录 消 失 模 铸 造 全 过 程 中 的 温 度 场 、压 力
收 稿 日期 ：０ ０ 月 ２ １ 年５
２ ０／１１ ０１
机械制造 ４ 卷 第 ５５ ８ ５期
进 行 外 部 扩 展 ， 用 ＡＴ 采 ＭＥＩ公 司 的 ＡＴ ４ ０ ４ 芷 片 ， ２ Ｃ１ ２ ：
该 温度进 行软 件温 度补偿 。
１ ｔ 模 拟 量 采 集 模 块 ．
属 ， 模 型 气 化 并 占据 模 型 位 置 ， 固冷 却 后 形 成 所 需 使 凝 铸 件 的方 法 … 。 消 失 模 铸 造 的 许 多 优 点 来 源 于 它 无 需 取 出模 样 ， 而 它 遇 到 的 麻 烦 也 正 出于 此 ： 失 模 铸 造 然 消 过 程 中金 属 液 流 动 前 沿 存 在 复 杂 的物 理 、 学 反 应 ， 化 其 成 形 过 程 比普 通 砂 型 铸 造 要 复 杂 得 多 ， 不 仅 关 系 到 铸 它 件 成 形 的 成 败 ， 对 铸 件 的 内 在 质 量 有 重 要 影 响 Ｊ 还 。本 文 介 绍 一 款 低 成 本 、 性 能 的 多 点 数 据 采 集 仪 ， 于 消 高 用 失 模 铸 造 金 属 液 流 动 前 沿 的 数 据 采 集 。该 仪 器 具 有 可 扩 展 性 ， 便 携 性 能 好 ， 用 Ｕ Ｂ总 线 方 式 ， 于 与 计 且 采 Ｓ 易 算 机进行 数据 通信 。
基于C8051F350的远程高精度数据采集系统研究精品
基于C8051F350的远程高精度数据采集系统研究朱贞、张建峰、许开銮（西安应用光学研究所，陕西西安 710065）摘要：本文介绍了一种基于混合信号ISP FLASH微控制器的远程高精度模拟信号采集的设计方法。
该设计以PC机为采集系统的控制核心，利用串口传输的方式作为PC机与采集现场的远程数据传输方式，实现对各路信号的控制和采集；论文阐述了该系统的采集原理和方法，同时给出了远程数据采集系统的硬件设计和软件流程。
关键字：远程控制，信号采集，可靠性，C8051f350Research on remote high precision data acquisition system base on C8051F350Zhuzhen Zhangjianfeng Xukailuan（xi’an Institute of Applied Optics , Xi’an , China）Abstract:An design method of high reliability and high precision data acquisition system distributed base on mixed signal is introduced in this paper . PC is the control core in this design , and can transmit remote data by serial port . the principle and method used in this sampling system is discussed , and the hardware electrocircuit design and software flow chart is given in this paper too .Keyword : Remote control , signal acquisition , reliability , C8051f3501.引言数据采集系统是现代测控领域的关键环节之一，是研究数据的采集、存储、处理的一门科学，它是工业控制中不可或缺的部分。
基于C8051F020单片机的数据采集系统设计
基于 Ｃ ０ ０ ０ ８ ５ ２ 单片机 的数据采集系统设计 １ Ｆ
唐 宝成
（ 长江张家港通信管理处）
【 要 】 本 设计 以 Ｕ Ｂ总 线 的 采 集 系 统 为 主要 研 究 内容 ， 用 Ｃ ０ １ ３ ０等 芯 片 组 成 的 一 套 数 据 采 集 系 统 的 设 计 方 案 、 发 方 法和 开 发过 程 ， 摘 Ｓ 利 ８ ５ Ｆ２ 开 并给 出了 具体 实现 方 案 。 据 采 集 系 统 的 设 计 包 括 硬件 设计 、 数 固件 程 序 开 发 、 动 程序 开发 和 应 用 程 序 开 发 四 大部 分 。首先 介 绍 了设 计 中所 用 的 Ｃ ０ １３ ０芯 驱 ８ ５ Ｆ２ 片 的 性 能和 特 点 ， 后 给 出 了具 体 硬件 设计 方 案 ， 重 点 介 绍 了 设 计 中应 该注 意 的 问题 。固 件 程序 开发 部 分 是 设 计 中 的 重 点 ， 文 先 从 总 体上 介 绍 了程 序 然 并 论 的 设 计 思想 及 其 层 次 结 构 ， 后 详 细介 绍 了各 层 次 程 序 的设 计 过 程 ， 随 并给 出 了部 分 源 代 码 和 程 序 流程 图 。本 设 计 完 成 了基 于 Ｕ Ｂ总 线 的 数据 采 集 的设 计 ， Ｓ
进 行 硬 件 和 软 件 的 功 能合 理 分 配 、 作 面 板 的设 计 。数 据 采 集 系统 设 计 的 操 基本原则如下 ： １充 分 考 虑 系 统 输入 信 号 的特 性 ， 保 性 能 指 标 能 够 完全 实现 ； ． 确
图 ２ 系 统 软件 结 构 图 ３硬件 设计 美 国 Ｃｇａ ｙ ｎ ｌ公 司是 一 家 专 业 从 事 混 合 信 号 片 上 系 统 单 片机 的 设计 与 制 造 的半 导 体 公 司 ， 在 市 场 上 推 出 了 ５ 它 ３个 品种 的 Ｃ ０ １ ８ ５ Ｆ系 列 片 上 系统 单 片机 。Ｃ０ １ ８ ５ Ｆ系 列 单 片 机 是 集 成 的 混 合 信 号 片 上 系 统 Ｓ Ｃ（ｙ ｔｍ Ｏ Ｓ ｓ ｅｏ Ｆ ｈ ｐ ， 有 与 Ｍ Ｓ ５ Ｉ Ｃ ｉ）具 Ｃ 一 １内核 及 指 令 集 完 全 兼 容 的微 控 制器 ， 了 具有 标 除 准 ８ ５ 的 数 字 外设 部 件 之 外 ，片 内还 集 成 了 数 据 采 集 和 控 制 系 统 中常 用 ０１ 的模 拟 部 件 和 其 它 数字 外 设 及 功 能 部 件 。 Ｃ ０ １ 列 单 片 机 的功 能 部 件 包 括 模 拟 多 路 选 择 器 、可 编 程 增 益 放 ８ ５ Ｆ系
毕业设计--基于单片机的高速数据采集系统设计
目录1.绪论 (1)1.1 课题研究的意义 (1)1.2 数据采集技术的发展历程和现状 (1)1.3 本文的研究内容 (2)1。
4 系统设计涉及的理论分析 (2)2.系统设计 (4)2.1方案选择 (4)2。
2系统框图 (5)3.单元电路设计 (6)3.1信号调理电路 (6)3.2高速Ａ／Ｄ模块 (7)3。
3 FPGA模块设计 (8)3。
4MCU模块设计 (8)3.5数据采集通道总体原理图 (9)3.6硬件电路总体设计 (9)4。
软件设计 (10)4。
1 信号采集与存储控制电路工作原理 (10)4.2 信号采集与存储控制电路的FPGA实现 (11)4.3 原理图中的各底层模块采用VHDL语言编写 (12)4。
3。
1三态缓冲器模块TS8 (12)4.3。
2分频器模块fredivid (13)4.3.3地址锁存器模块dlatch8 (14)4。
3.4地址计数器模块addrcount (15)4.3.5双口RAM模块lpm_ram_dp (16)4.4 数据显示模块设计 (18)4。
4.1 主程序 (18)4。
4。
2 INT0中断服务程序 (19)4。
4.3 INT1中断服务程序 (19)4。
5软件仿真 (20)4.5.1三态缓冲器模块TS8 (20)4。
5.2分频器模块fredivid (20)4。
5。
3地址锁存器模块dlatch8 (20)4.5。
4地址计数器模块addrcount (21)5。
系统调试 (21)5.1 单片机子系统调试 (21)5。
2 FPGA子系统调试 (22)5.3 高速A/D模块的调试 (22)6 总结 (22)致谢 (22)参考文献 (23)附录 (25)高速数据采集系统设计摘要：随着数字技术的飞速发展，高速数据采集系统也迅速地得到了广泛的应用.在生产过程中，应用这一系统可以对生产现场的工艺参数进行采集、监视和记录，为提高生产质量，降低成本提供了信息和手段。
在科学研究中，应用数据采集系统可以获取大量的动态数据，是研究瞬间物理过程的有力工具，为科学活动提供了重要的手段.而当前我国对高速数据采集系统的研究开发都处于起步阶段,因此，开发出高速数据采集系统就显得尤为重要了。
基于FPGA的高速数据采集系统的电路设计
基于FPGA的高速数据采集系统的电路设计王建秋【摘要】传统的高速数据采集系统设计方法是利用单片机和硬件FIFO对信号进行采集,但这种系统控制单一,且不易升级。
FPGA电路逻辑关系清晰,芯片时延性小、速度快,且可用VHDL或VerilogHDL来描述其内部逻辑电路,便于修改和升级。
如果在高速数据采集系统中采用FPGA控制器,将会极大地提高系统的稳定性与可靠性。
本文设计了一个基于FPGA的高速数据采集系统,对其硬件电路部分进行了设计。
%Ttraditional high_speed data acquisition system design method is carries on gathering using the monolithic integrated circuit and hardware FIFO to the signal,but this systems control is unitary,also is difficultly promoted.FPGA is of circuit logic legible【期刊名称】《潍坊学院学报》【年(卷),期】2011(011)004【总页数】4页(P16-19)【关键词】FPGA;数据采集系统;电路设计【作者】王建秋【作者单位】潍坊职业学院,山东潍坊261031【正文语种】中文【中图分类】TP274.2高速数据采集系统是现在电子信息同步实时处理系统方面的重要环节之一,在某些情况下,必须采用高速数据采集技术才能满足信息处理的同步性与准确性。
从现有的技术和产品来分析,低速、低分辨率的数据采集技术已相当成熟,实现起来比较容易,单片ADC即可满足要求,而目前我国的高速数据采集技术水平相对于世界先进的水平来讲比较落后,是我国信息通讯技术的一个颈瓶。
本文主要侧重基于FPGA 技术的高速数据采集系统硬件方面的电路设计进行研究。
1 数据采集系统的实现原理本文设计的高速、高精度数据采集系统的数据功能流程如图1所示,它主要包括三大部分:第一部分是前端的数据采集与转换,即自然信号的采集与转换的过程。
(完整版)基于FPGA的高速数据采集系统设计毕业设计
（完整版）基于FPGA的高速数据采集系统设计毕业设计武汉纺织大学毕业设计（论文）任务书课题名称：基于FPGA的高速数据采集系统设计完成期限： 2021年3月2日至2021年5月25日学院名称电子与电气工程学院专业班级电子082指导老师王骏指导教师职称讲师学院领导小组组长签字一、课题训练内容采集系统的研制工作;以实现对模拟高频信号的处理和控制。
课题选用现场可编程逻辑器件FPGA技术，在Altera公司的Quartus II开发环境中应用VHDL语言进行FPGA的编程与仿真，研究各模块的设计方法和控制流程，结合USB2.0总线接口技术，以期实现系统与PC机连接，在PC上对数据进行分析、显示和监控等，最后对系统性能指标进行验证。
1. 培养学生通过图书馆、互联网等资源查阅相关资料（包括外文资料），训练学生自主获得知识的能力和自学能力；2. 培养学生把所学的知识用于实践并引申到相关专业知识上，锻炼出自学能力；3. 锻炼学生外文阅读及翻译能力；4. 锻炼学生的自我创新能力；5. 在书写论文的过程中，锻炼学生的语言组织能力、逻辑思维能力、办公软件使用的能力；6. 培养学生与人合作、相互交流的能力。
二、设计（论文）任务和要求1. 大量收集与本课题有关的资料：到图书馆、各大书店寻找无线充电技术以及相关电路的资料，并认真进行阅读；到各大数据库和相关网站上搜索与本课题相关的学位论文和相关资料。
2. 第四周前上交毕业设计开题报告一份。
开题报告内容与学校模板要求一致，字数不少于2000字；经指导教师检查合格后才能进行后续工作。
3. 理清论文的总体思路，完成主要的研究工作：1) 以CY7C68013为核心，设计一个FPGA的最小系统，并在此基础上通过编写VHDL程序进行系统的开发。
2) 对数据采集，高频电路设计信号和电源完整性设计。
3) 提高数据采集总体设计方案。
4) 结合USB2.0接口的控制器CY7C68013芯片，采集系统进行硬件设计。
基于单片机C8051的数据采集和控制系统设计
基于单片机C8051的数据采集和控制系统设计本文将介绍如何使用基于单片机C8051的数据采集和控制系统。
此系统适用于需要实时采集和处理数据并进行控制的应用，如机器人控制、环境监测等。
1. 概述基于单片机C8051的数据采集和控制系统由硬件和软件两部分组成。
硬件包括主控板、传感器和执行器等。
软件则是由C 语言编写，用于采集、处理数据和进行相关控制。
2. 系统设计在硬件方面，主控板使用C8051F系列单片机，该系列具有丰富的外设资源，包括模数转换器、计时器、USART等，可以满足数据采集和控制的需求。
传感器和执行器使用数字型设备，其输出信号可直接与单片机接口对接，便于数据采集和控制。
在软件方面，系统采用基于单片机的嵌入式开发环境Keil C51进行编写。
具体实现上，采用中断方式对传感器数据进行采集，并通过串口将数据传送到计算机端进行处理和显示。
同时，通过PWM信号控制执行器的工作状态，实现对执行器的控制。
3. 系统特点基于单片机C8051的数据采集和控制系统具有以下特点：a. 系统响应速度快，采集数据和进行相关控制能够以高速度进行。
b. 通过串口与计算机连接，便于数据传输和显示。
c. 可以进行实时控制，通过PWM信号控制执行器的工作状态，实现对执行器的控制。
4. 应用领域基于单片机C8051的数据采集和控制系统适用于各种需要实时采集和处理数据并进行控制的应用。
例如机器人控制、工业自动化、环境监测等领域。
5. 结论本文介绍了基于单片机C8051的数据采集和控制系统的设计方案。
该系统采集速度快、控制可靠，并可应用于各种实时采集和处理数据的应用领域。
基于C8051F340数据采集系统的设计
款 高速度低 成 本 的数 据 采集 系 统 ， 集 信 号包 括该 采 设 备输 出气 体 的温度 、 力 和流 量 等 １ 参 数 ， 压 ４个 适 用 于特定设 备运行状 态的数据采 集工作 。
２ 系统 设 计
系统设计 图如 图 １ 所示 ， 系统 主要 由 Ｃ Ｏ １ ３０ ８ ５Ｆ ４
（ ｅ ｔｏ ｉ ｇ ｎ ｅ ｉ ｇ Ｃｏ ｌｇ ，Ｎａ ａ Ｕｎ ｖ ｒ ｉ ｆＥｎ ｉ ｅ ｒｎ ，Ｗ ｕ ａ ４ ０ ３ ） Ｅｌ ｃ ｒ ｎ ｃＥｎ ｉ ｅ ｒ ｌ ｅ ｎ ｅ ｖｌ ｉ ｅ ｓｔ ｏ ｇ ｎ ｅ ｉ ｇ ｙ ｈｎ ３ ０ ３
Ａｂ ｔａ ｔ Ｔｈ ｓ ｈ ｇ ｐ ｅ ａ ａ ａ ｑ ｉ ｉ ｏ ｅ ｉｅ ｉ ｄ ｖ ｌ ｐ ｄ ｔ ｅ ｈ ｅ ｕ ｒ ｍｅ ｔｏ ｅ ｌｔ ｅ ｍｏ ｉ ｒｎ ｎ ｔ ｅ ｓ ｒ ｃ ｉ ｉ ｈ ｓ ｅ ｄ ｄ ｔ ｃ ｕｓ ｔ ｎ ｄ ｖ ｃ ｓ ｅ ｅｏ ｅ ｏ ｍｅ ｔｔ ｅ ｒ ｑ ｉｅ ｎ ｆ ｒ ａ ｉ ｎ ｔ ｉ ｇ ｏ ｈ ｉ ｍ ｏ ｒ ｎ ｉ ｇ ｓ ａ ｕ ｆｔ ｅｅ ｕ ｐ ｎ ｓ ｕ ｎ ｎ ｔ ｔ ｓｏ ｈ ｑ ｉ ｍｅ ｔ ．Ｔｈ ｏ ｅｕ ｉ ｏ ｈ ｙ ｔ ｍ ８ ５ ｆ ４ ＣＭ ｑ ｉ ｐ ｄ ｗｉ Ｂ ｔ ｒａ ｅ ｌｏ ｔｃ ｎ ｅ ｃ ｒ ｎ ｔ ｆｔ ｅｓ ｓｅ ｉ ａｃ ０ １ ３ ０ Ｓ ｓ ｅ ｕ ｐ ｅ ｔ ＵＳ ｉ ｅ ｆ ｃ ，ａｓ ，ｉ ａ ｈ ｎ
１ 引 言
电子设 备运行状 态的稳定 性直 接影 响到现 代企 业 的生产 ， 备发 生 故 障后 高 昂 的维 修 费 以及设 备 设 停机后 给企业 生 产 带来 的损失 ， 得各 个 企 业纷 纷 使 采取措施 ， 降低 设 备 的故 障率 。通过 数 据 采 集 系统 准确 的获取设备运行 特征 数据 ， 并对 数据 进行 分析 ， 判断设 备 的运 行 状 态是 否 良好 ， 到 提前 预 防故 障 达 出现 、 减少 停机 检 修 的 目的。实 际应 用 中对数 据 采 集系统 的可靠 性 ， 确性 和 便携 性 要 求 很 高 。 目前 准
基于FPGA的高速数据采集系统 (1)
指导教师：吴其洲
班级：08050541 学生：曹琼兴 学号：0805054139
LOGO
系统总体设计框图
高速AD
FPGA
数码管显示
FIFO
cqx毕设.rar
USB 控制器
上位机
3.3V
1
C13
1
C
0
0
3
4
4
3
2
1
1
C14
2
C
电
S
0
2
5
2
u
u 1
G
2
V
源
VOUT=0.2× ADCIN+1
G
N V
D O
U
T
2
3
1
R32
-5V -VS
+VS 5
0 V
K
5
6
+IN
-
I
N
4
8
B + -5V
5
2
R29
V
K
5
4
AD8065
U10
7
TL072D
U12B
G
N
2
R26
D
K
IN4148
D
3
2
R30
K
IN4148
D
4
1
R27
8
K
P
G
2
N
D
ADCIN
G
N
R18
D
G
1 0 K
1
2
2
2
2
2
3
2
基于C8051的数据采集系统设计
Ｋｅ ｗｏ ｃ ： ａ ｅ Ａ ｑ ｉ ｉ ｉ ｎ； Ｅ ｈ ｒ ｅ ； Ｃ ０ １ ｖ ｒｌ Ｄ ｔ ｃ ｕ ｓ ｔ ｏ ｓ ｔｅｎｔ ８ ５
０ 引 言
的测量软硬件产品来实现灵活的 、用户 自定义 的测量系统 。 该系统是 以 Ｃ ０ １０ １ ８ ５Ｆ ２ 单片机为核心，对数据进行采集，经 过进行 Ａ Ｄ转换，通过 以太网传送 到 Ｐ ／ ｃ机上。 采集系统硬件如图一所示。
②全速、非侵入式的在系统调试接 口 （ 片内） ：
③真正 １ 位、ｌＯ ｂ ｓ 通道 Ａ ｄ ２ Ｏ ｋｐ 的８ Ｄ ，带 ￣Ａ Ｇ 和模拟多路
开关 ；
④真正 ８ ５０ ｂ ｓ Ｄ ，带 Ｐ Ａ ８ 位 ０ ｋｐ 的Ａ Ｃ Ｇ 和 通道模拟多路开
（ｅ ａ ｔ ｅ ｔ ｏ ｅ ｈ ｎｃ ｌ＆ Ｅｅ ｔ ｉ ａ ，Ｓ ｈ ｏ ｆ Ｔ ｃ ｎ ｌ ｇ ，Ｘ ’ａ ｏ ｌ ｇ ｆ Ｃ ｒ ｅ ｎ ｅ ｈ ｏ ｏ ｙ Ｄｐ ｒｍ ｎ ｆ Ｍ ｃ ａ ｉ ａ ｌ ｃ ｒ ｃ ｌ ｃ ｏ ｌｏ ｅ ｈｏ ｏ ｙ ｉ ｎ Ｃ ｌｅ ｅ ｏ ａ ｅ ｒ ａ ｄ Ｔ ｃ ｎ ｌ ｇ ，
备慢慢的走向网络化，便于共享网络中丰富的信息资源 。在
基 于 ０∞ ． 数 据 采 集 系 统 设 计 ｏ １ 的
这种情况之下数据采集在现代化的生产和生活中起着十分重 要的作用。
１ 数据采集系统结构
由于生产和科研领域对测试的要求越来越高 ， 需测试 所
和处理 的数据量也越来越大，可能需要 多个测试仪器 同时进 行处理，也可能需要在各测试 仪器之 问进行数据 交换 ； 而 且， 时不适合工作人员亲临现场 ， 有 这就需要进行 网络控制。 而数据采集是从传感器和其它待测设备等模拟和数字被测单 元中 自动采集信息的过程 。 数据采集系统是结合基于计算机 图一 采集系统硬件框图
基于FPGA的高速数据采集系统设计与实现
基于FPGA的高速数据采集系统设计与实现随着科技的日新月异，许多领域对于高速数据采集越来越有需求。
为了更好的满足市场需求，基于FPGA的高速数据采集系统应运而生。
本文主要介绍这种系统的设计与实现。
一、设计要素在设计高速数据采集系统时，需要考虑以下要素：1.1 数据的速率数据采集的速率越快，就需要更快的数据传输和处理。
因此，在设计FPGA时，需要考虑芯片的速率以及电路设计的限制。
1.2 信号的精度和分辨率精度和分辨率也是FPGA设计需要考虑的因素。
在对信号进行分析时，需要考虑处理过程中可能发生的失真。
1.3 数据的处理方式基于FPGA的高速数据采集系统可以采用不同的数据处理方式，例如峰值检测、快速傅立叶变换等。
1.4 数据采集的通道数通道数的多少会影响到系统的数据吞吐量。
在实际应用中需要考虑通道数与数据传输速率之间的平衡。
二、数据采集系统的实现2.1 采集控制器采集控制器是数据采集系统的核心部件之一。
它用于管理采集模块和数据接口，将采集到的数据传输到主机上。
为了保证采集率和数据的稳定性，采集控制器需要具有高速传输和数据缓冲功能。
2.2 采集模块采集模块是数据采集系统的另一个关键部件。
它负责对信号进行采集、滤波和放大，使得信号可以用于进一步的数字化处理。
2.3 数据接口数据接口用于连接采集控制器和主机。
由于高速数据采集需要处理大量数据，因此需要使用高速数据传输接口，例如PCI Express或以太网接口。
2.4 数据处理数据处理包括数据解码、滤波和算法处理等步骤。
在实际应用中，FPGA可以采用硬件加速和并行处理的方式，提高数据处理速度。
三、应用场景基于FPGA的高速数据采集系统可以广泛应用于不同领域。
以下是一些常见的应用场景：3.1 无线电通信在无线电通信领域，高速数据采集系统可以用于实时监测信号强度和频率，从而调整无线电通信设备的参数。
3.2 医疗诊断在医疗诊断领域，高速数据采集系统可以用于大脑信号采集、心电信号采集等任务，帮助医生进行诊断和治疗。
基于c8051f300单片机的多路数据采集系统的设计
基于ｃ８０５１ｆ３００单片机的多路数据采集系统的设计作者：袁玲珑来源：《硅谷》2008年第19期[摘要]根据高速单片机c8051f300和串行A/D转换芯片max1270的特点，介绍多路数据采集系统的硬件设计和软件设计，应用表明该系统运行稳定。
[关键词]c8051f300 A/D转换数据采集中图分类号：TP368.2 文献标识码：A 文章编号：1671－7597(2008)1010025－01在一般测控系统中，常常用到多路数据采集技术。
本文利用高速单片机c8051f300和一片串行A/D芯片实现了8路高速数据采集系统。
一、系统工作原理与组成框图系统组成框图如图1所示：由于信号源通常是微弱信号，因此首先将信号经滤波，整形，放大等电路调理到A/D转换器的输入工作范围后再接入模数转换器，由单片机c8051f300来控制A/D转换实现数据采集，采集到的数据可通过单片机的标准异步串口传输到下一级控制器进行处理。
二、系统硬件电路设计（一）单片机选型为了节省印制板面积，单片机选用cygnal公司的超小型c8051F300单片机，其外形采用11脚微型封装，占用面积极小。
cygnal公司的c8051F3XX系列单片机是完全集成的混合信号系统级MCU芯片，具有与8051兼容的微控制器内核，与MCS-51指令集完全兼容，除具有标准8051的数字外设部件外，片内还集成了数据采集和控制系统中常用的模拟部件和其他数字外设及功能部件，其主要特性为：高速，流水线结构的8051兼容的CIP-51内核（可达25MIPS）；全速，非侵入式的在系统调试接口；真正8位500ksps的11通道ADC，带PGA 和模拟多路器；高精度可编程的25MHZ内部振荡器；2/4/8K字节可在系统编程的FLASH存贮器；256字节片内RAM；硬件实现的SMBUS/I2C和增强型UART串型接口；三个通用的16位定时器；具有三个捕捉/比较模块和看门狗定时器功能的可编程计数器/定时器阵列(PCA)；片内上电复位，VDD监视器和温度传感器；片内电压比较器；8个端口I/O。
基于C8051F350的多路高精度数据采集系统及应用
（ Ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｃ ａ ｌ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ， Ｎａ ｎ ｊ ｉ ｎ ｇ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆＳ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ， Ｎ ａ ｎ ｊ ｉ ｎ ｇ ２ １ ０ ０ ９ ４ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｌ ｅ ｒ ． ｕ ｓ ｅ ｄ ｔ ｈ ｅ Ｃ８ ０ ５ １ Ｆ ３ ５ ０ ｔ ｈ ｅ ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｎ ａ ｌ ２ ４∑一Ａ ＡＤＣ ｔ ｏ ａ ａ ｎ ｄ ＲＳ 一 ４８ ５ ｂ ｕ ｓ ｉ ｎ ｔ ｅ ｆａ ｒ ｃ ｅ ｉ ｓ
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沈金 鑫 ，夏 静
（ 南 京理 工 大学 机 械 工 程 学院 ，江 苏 南 京 ２ １ ０ ０ ９ ４） 摘要 ： 为针 对 一般 的数 据 采 集 系 统精 度 较 低 、价格 较 高 的 问题 ，设 计 了一 种 低 成 本 、高精 度 的 多路 数 据 采 集 系统 。
FPGA与C8051F高速数据传输的设计与实现
FPGA与C8051F高速数据传输的设计与实现作者：许可行李琪羊帆来源：《科技创新与应用》2016年第13期摘要：针对低速总线接口难以满足大数据背景下的高速信号传输这一需求。
文章提出了一种FPGA与C8051F单片机的低成本、高速率接口解决方案。
在系统分析SPI接口工作时序的基础上，设计其内部逻辑电路。
本方案以Quartus II为开发平台，运用Verilog HDL硬件描述语言，从行为级建立SPI接口数据传输模型，并在Modelsim环境下对该模型进行功能与时序仿真。
最后将配置完成的FPGA与C8051F进行板级调试。
测试结果表明：本方案所设计的SPI接口具有速率快、协议简洁、扩展性强、系统开发成本低的特点。
关键词：SPI接口；FPGA；C8051F；行为级引言随着现代信息技术的发展，对处理速度的要求变的越来越高。
为了满足这个需求，设计者常常采用多处理器结构，组成分布式控制系统[1]。
以缓解部分电路的信息处理压力，从而保持系统处于高速运行的状态。
而如何确保处理器之间高效的数据传输便成了一个至关重要的问题。
SPI接口是一种全双工的同步串行外设接口[2]。
相比较传统的I2C总线及CAN总线，具有更高的传输速度。
正是这种简单高效的特性，如今被广泛的应用于通信领域。
SPI接口的实现可以通过软件进行扩展。
其操作比较简单，但由于传输速度受到指令周期的影响而受到极大的制约。
在日益复杂的系统环境下，这种方案显然无法满足设计要求。
随着FPGA的片内资源跨过百万门级，在如此丰富的器件资源下，FPGA成为解决高速数据传输的重要角色。
此外FPGA具有很强的灵活性，可以根据需求对其内部电路进行维护、修改以及对其内部逻辑功能的重新配置[3]。
在这种架构下，应用FPGA来构建SPI接口最为切实可行。
1 SPI原理概述1.1 SPI接口简介Serial Peripheral Interface是由Motorola首先在其MC68HCXX系列处理器上定义的通信协议。
基于C8O51f060单片机的数据采集系统
基于C8O51f060单片机的数据采集系统
0 引言
随着测控系统自动化、智能化的发展，要求传感器及仪表的准确度更高，
可靠性更强，并具有一定的数据处理能力及自检、自校验、自补偿等功能。
传统测控方式已不能满足这些要求。
近几年来，由微计算机、传感器和通讯等技术结合而产生的功能强大的传感器数据采集系统可以准确、及时地获得并处理信息，提高了收集环境信息的有效性和速度。
智能化、数字化数据采集系统己成为当今科技界研究的热门课题。
1 总体方案设计
该系统是以C8051f060 单片机为核心，对数据进行放大滤波采集，经过单片机内部A／D 转换，最后将数据存入FLASH，同时可以通过串口将数据传送到PC 机上显示。
采集系统硬件框图如图1 所示。
1．1 信号放大电路设计
本系统所用Ad623 是一款性能非常好的仪表放大器，它有以下特点：a．在单电源3~12V 下提供满电源幅度输出，使设计更为简单；b．虽为单电源工作方式优化设计，但在±2．5~±6V双电源时，仍有优良性能；c．增益通过一只外接电阻可方便地调节。
无外接电阻时，被设置为单位增益(G=1)，接人电阻时，增益可高达1000：d．共模抑制比随增益的增加而增大，保持最小误差；e．低功耗，宽电源电压，适合电池供电电路，线性度、温度稳定性、可靠性好；f．具有较宽的共模输入范围，可以放大具有低于地电平150 mv 的共模电压信号。
1．2 信号滤波电路设计。
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随着 雷达 、 信 、 测 遥感 、 学成 像等 技术应用 领 域 的不 断 扩展 ， 瞬态 信 号 采集 、 通 遥 医 在 图像 信 号处 理 等 一些高 速 、 精度 的测量 中 ， 高 都需 要进 行高 速数据 采集 ， 人们 对数 据采 集 系统 的精 度 、 速率 和存储量 等
单 片机或数 字信 号处 理器 具 有处 理灵 活 ， 设计 方便 ， 成本 低廉 等 突 出的优 点 ， 常适 合 于数字 音频 、 非 数 字视频 等信 息的数 字化 信息 的处 理 。另 一方 面 ， 采用 单 片 机或 数 字 信 号 处理 器 （ Ｓ ） 制 Ａ ＤＰ控 Ｄ转 换
器 实现数 据采集 时 ， 由于 采用 程序 控制 ， 到指令执 行 速度 的 限制 ， 较 低 的 采样 速 率 难 以实 现 对高 频 受 其
广泛 的应用 。本 文提 出 的高速数 据 采集 系 统应 用 目标 是便 携式 医用 Ｂ超 设 备 内超 声 回波 信 号 的量化
采集 。
１系统 设 计
高速数 据采 集 系统采 用单 片 机和 Ｆ Ｇ Ｐ Ａ相结 合 的设 计方 案 。系统 框 图如 图 ｌ 示 。模 拟信 号 经过 所 调理 后送 高速 Ａ Ｄ转换 器 ， Ｆ Ｇ 内部 的控制 逻辑 实 现对 高速 Ａ Ｄ转 换 器 的控 制 和数 据 存储 ， 片 ／ 由 ＰＡ ／ 单 机通 过系统 总线 实现 与 Ｆ Ｇ Ｐ Ａ的接 口 ， 通过该 接 口获取原 始数 据 ， 然后通 过 算法 完成 对 数据 的处 理及 应
模 拟 信 号
２ 电 路 设 计
２ １高 速 Ａ／ ． Ｄ模 块
高速 Ａ Ｄ转 换 器 的选 用 主要 考 虑 以下 几 方 面 因素 ： 首先 ， 医用 Ｂ超 中水 平 扫 描 线 的时 间是 ２ ０ ，， ６ｐ Ｓ
张 萍 萍 ， 越 千 傅
（ 宁波 工 程 学 院 ， 江 宁波 ３ ５ １ ） 浙 １ ２ １
摘
要 ： 着 现 代 科 学研 究和 工 业 生产 对 数 据采 集 要 求 的 日益 提 高 ， 多场 合 都 需 要 对 高 频 模 拟 信 号 进 行 高 速 、 随 很 高
精 度 的量 化 采 集 。本 文针 对 高速 数 据 采 集 系 统 中的 实 时 性 、 集 速 率 等 问题 提 出 了 一 种 结 合 Ｆ Ｇ 与 单 片机 的 低 成 本 采 ＰＡ
收稿 日期 ：０ ０一 ５ ２ ２ １ Ｏ —１ 作者 简 介 ： 张萍萍 ， ， 女 宁波工 程学 院 电子 科学 与技 术专 业 Ｏ２ 学生 ； 老师 ： 千 ， ， ６班 指导 傅越 男 宁波 工程 学 院电信 学 院副教授 。 基 金 项 目 ： 江 省 大 学 生 科 技 创 新 基 金 资助 。 浙
都 提出 了更 高的 要求 … 。 根 据奈奎 斯特定 理 ， 在进 行模 拟／ 数字 信号 的转换 过程 中 ， 只有 采样 频率 ｆ 大 于被 采样 信 号 中最高 ｓ 频率 ｆ ａ ｍ ｘ的 ２倍 时 ， 能保 证 数字 信号 完整 地保 留了原 始 信 号 中的 信 息 ， 际 应用 中必 须 保证 采样 频 才 实 率为信 号最高 频率 的 ５～ ０倍 。对 于高 频信 号 （ ＞ ＭＨ ） 则 必须 达 到 １ ＭＨｚ １ ｆ ３ ｚ， ０ 以上 的采样 速 率。
张 越 基 Ｆ７口ＰＡ 高 数 采 系 设 兰 千：于ｃ ３ 平Ｆ 的 速 据 集 统 计 ｏ ６ Ｇ
人 机 交 换 ， 图 １ 见 。
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ｃ６＿豳 ８ ＼ 单． ０’ ５— 片． １— ＦＣ 机． ３ — ０Ｊ 三 — Ｂ ．
图 Ｉ高速 数 据 采 集 系统 原 理 框 图
信 号高质 量的采样 要求 ， 一些 低成 本 的应用 场合 ， 是如 此 。基 于 以上 理 由 ， 们 在 单 片机 系 统 引入 在 更 我 了 ＦＧ Ｐ Ａ器 件 ， 过 Ｆ Ｇ 通 Ｐ Ａ的硬 件逻 辑特 征 ， 突破采样 速 率 的瓶 颈 ， 单 片 机 或 Ｄ Ｐ处 理 器可 以得到更 使 Ｓ
用。
整个 系统 由信 号 调理 电路 、 ／ Ａ Ｄ转 换 器 、 Ｐ Ａ模 块 、 Ｕ模 块 、 盘 及 Ｌ Ｄ显 示模 块 等 组 成。数 ＦＧ ＭＣ 键 Ｃ
据采集 系统 首先对 采集 的信 号进 行前 端 处 理 ， 如信 号 放 大 、 波 、 流 电平 位 移 等 预 处理 ， 滤 直 以满 足 Ａ Ｄ ／ 转换器 对模 拟信号 的要 求 。Ｆ Ｇ Ｐ Ａ模 块 主要 实现 对 高速 Ａ Ｃ的 控制 及 数 据 存 储 ， 片机 通 过 与 Ｆ Ｇ Ｄ 单 ＰＡ 器 件 的数 据交换 获得 采集 到数 字信 息 ， 再进 行 相关 的处 理 ， 通过 Ｌ Ｄ显 示 及键 盘接 口实 现较 灵 活的 并 Ｃ
高速 数 据 采 集 系 统 设 计 方 案 。该 系 统 以高 速 Ｓ Ｃ单 片 机 Ｃ ０ １ ３０和 Ｆ Ｇ Ｐ Ｃ Ｔ ４ Ｏ ８５Ｆ６ Ｐ Ａ Ｅ ２ ８ １４为 核 心 ， 用 模 软硬 件设 计 ， 有 一 定 的 实 用 价 值 。 具 关键 词 ： 片 机 ；Ｐ Ａ； 据 采 集 ； 速 单 ＦＣ 数 高
第 加
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宁波 工 程 学 院 学 报
Ｊ ＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＮＩ ＮＧＢ ＵＮＩ Ｏ ＶＥＲＳ Ｔ ＯＦ ＴＥ Ｉ Ｙ ＣＨＮＯＬ ＯＧＹ
Ｖｏ ． ２ Ｎ ． １２ ｏ ３ Ｓ ｐ． ０ ０ ｅ ｔ２ １
卷 年 ９
第 月 ３ 期
基 于 Ｃ ０ ３ ０和 Ｆ Ｇ ８ ５ ６ １ Ｆ Ｐ Ａ的 高速 数 据 采 集 系统 设 计