基于FPGA通用数据采集测试系统的方案设计书

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基于FPGA的数据采集系统设计-精品

目录1 绪论 (1)1.1 设计的背景及意义 (1)1.2 国内外的研究现状 (2)1.3 设计的内容与论文结构 (3)1.3.1 设计的内容 (3)1.3.2 论文结构 (3)2 系统框架设计 (4)2.1 设计方案 (4)2.1.1 计算机端软件选择 (4)2.1.2 系统开发软件选择 (5)2.2 系统硬件结构 (6)2.3 系统软件结构 (7)3 系统的硬件设计 (7)3.1 数据采集电路 (7)3.1.1 Cyclone II 系列芯片 (7)3.1.2 输入电路 (8)3.1.3 ADS7822 (9)3.1.2 多路模拟开关CD4051 (12)3.2 显示电路 (14)3.2.1 74LS138 (14)3.2.2 74HC245 (15)3.2.3 七段数码管 (16)3.2.4 显示电路 (17)3.3 串行口通信电路 (18)3.3.1 MAX3232概述 (18)3.3.2 RS-232发送器 (19)3.3.3 电容选择 (19)3.3.4 电源去耦 (19)4 系统软件设计 (20)4.1 程序流程图 (20)4.1.1 时钟分频程序流程图 (20)4.1.2 A/D转换程序流程图 (21)4.2 程序模块 (22)4.2.1 时钟产生模块 (22)4.2.2 A/D子程序模块 (24)4.2.3 通信子程序模块 (26)4.2.4 显示程序 (27)5 系统测试 (29)5.1 数据采集系统调试 (29)5.2 显示系统调试 (30)5.3 通信系统调试 (30)5.4 数据采集系统整体测试 (31)6 结论与展望 (33)谢辞 (34)参考文献 (35)附录1 (36)附录2 (42)摘要数据采集是信号与信息系统一个重要的组成部分，也是数字信号处理的关键环节。

本论文主要介绍一种基于FPGA的数据采集系统，提出一种由串行A/D转换芯片ADS7822、低成本FPGA(Cyclone II)和RS232总线接口组成的数据采集系统方案，系统利用A/D器件对外界输入模拟电压信号模数转换。

基于FPGA的实时数据采集系统设计

ｒｅａｌｉｚｅｄｉｎａＶｅｒｉｌｏｇＨｒｄａｗｒｅａＤｅｓｃｉｒｐｔｉｏｎＬｎｇａｕａｇｅ（ＶＨＤＬ）ｉｆｌｅ，ｗｈｉｃｈｉｓｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｉｎｔｈｅｓｏｆｔｃｏｒｅｐｌａｔｆｏｒｍａｓａｍｏｄｕｌｅ．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎａｌｔ
Ⅺ ＡＸｉａｎｇ－ｌｏｎｇ，ＣＨＥＮＪｉｎ－ｐｉｎｇ，ＨＵＣｈｕｎ — ｇｕａｎｇ（ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＰｒｅｃｉｓｉｏｎＭｅａｓｕｒｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ，ＴｉａｎｊｉｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｔｉａｎｊｉｎ３０００７２，Ｃｈｉｎａ）
谱仪的电子控制部分，提出基于现场可编程门阵列（ＦＰＧＡ）的实时控制与数据采集系统设计方案。采用硬件描述语言和ＮｉｏｓＩＩ软核
处理器系统相结合的设计方式，实现ＦＰＧＡ与计算机、探测器的高速ＵＳＢ通信，与角度编码器的同步串行通信，以及探测器和角度编码器之间的精确同步控制等功能，完成角度数据和光谱数据的实时采集。实验结果表明，该系统的同步控制和数据采集性能
中田分类号ｔＴＰ３１６
基于ＦＰＧＡ的实时数据采集系统设计

基于FPGA的高速数据采集系统设计

基于FPGA的高速数据采集系统设计随着科学技术的不断进步，数据采集系统在许多领域都发挥着重要作用。

为了满足高速数据采集的需求，基于现场可编程门阵列（FPGA）的高速数据采集系统设计应运而生。

本文将介绍这一系统的设计原理和关键技术。

首先，我们需要了解FPGA的基本原理。

FPGA是一种可编程的硬件设备，可以根据需要重新配置其内部逻辑电路。

这使得FPGA在数据采集系统中具有极大的灵活性和可扩展性。

与传统的数据采集系统相比，基于FPGA的系统可以实现更高的采样率和更低的延迟。

基于FPGA的高速数据采集系统设计主要包括以下几个关键技术。

首先是模数转换（ADC）技术。

ADC是将连续的模拟信号转换为数字信号的关键环节。

在高速数据采集系统中，需要使用高速、高精度的ADC来保证数据的准确性和完整性。

其次是FPGA内部逻辑电路的设计。

为了实现高速数据采集，需要设计高效的数据处理逻辑电路。

这些电路可以实现数据的实时处理、存储和传输等功能。

同时，还需要考虑电路的时序约束和资源分配等问题，以确保系统的稳定性和可靠性。

另外，时钟同步技术也是高速数据采集系统设计的重要内容。

在高速数据采集过程中，各个模块需要保持同步，以确保数据的准确性。

因此，需要设计合理的时钟同步方案，保证各个模块在同一个时钟周期内完成数据的采样和处理。

最后，还需要考虑系统的接口和通信问题。

基于FPGA的高速数据采集系统通常需要与其他设备进行数据交互，如计算机、存储设备等。

因此，需要设计合适的接口和通信协议，实现数据的传输和存储。

综上所述，基于FPGA的高速数据采集系统设计涉及多个关键技术，包括ADC技术、FPGA内部逻辑电路设计、时钟同步技术以及接口和通信问题。

通过合理的设计和优化，可以实现高速、高精度的数据采集，满足现代科学研究和工程应用的需求。

这将为各个领域的数据采集工作带来巨大的便利和发展空间。

基于FPGA的数据采集系统设计与实现

了异步传输中跨时钟域造成的亚稳态问题［５１。在本数据采集系统的设计中采用异步ＦＦＩＯ的方式来解
图２数据采集系统数据流程
决跨时钟域的数据传输问题。因为本数据采集系统是针对ＡＣ芯片的测试所用的，Ｄ因此数据采集接口的数据率不是固定的１０Ｈｘ４ｉ而ＤＲ控制５Ｍｚ５ｂ，Ｄ２ｔ器的用户接口和ＧＥ控制器接口数据率是固定的，分别为１０Ｈｘ１ｂ和１５ｚ２ｉ５Ｍｚｌ２ｉｔ２ＭＨｘｂ，所以选用３ｔ异步ＦＦＩＯ可以使系统更加灵活。
基于ＦＧＡ的数据采集系统设计与实现Ｐ
张泽军，平分林
（北京工业大学嵌入式系统重点实验室，北京，１４１０２）０
摘要：设计并实现了一种基于ＦＧＰＡ的高速数据采集系统，端系统用于采集目标ＡＣ芯片的数字输出，后Ｄ将采集后的数据传输至ＰＣ机再进行分析。数据采集系统采用ＤＲＤＡ储、兆以太网（ｉａｉＤ２ＳＲＭ存千Ｇｇｂｔ
数据传输及控制。同时，模块还负责ＧＩＦＥ控制器、
图１数据采集系统框图
ＤＲＤ２控制器的用户总线及外部数据采集接口之间
ｈ¨ ｎ．ｈｎｎＡ、，ｍａ，，ｎ／ｓＡｉ，；、１、
Ｌ一设 — 计
巾国集成电路
ＣｈｉｎａｎｔＩｅｇｒｅｄｉｃｕｉａｔＣｒｔ
块，其功能相当于一个ＤＭＡ（ｉｃＭｍｒＤｒｔｅｏｙｅ

基于FPGA的数据采集控制系统的设计与分析

石家庄铁道大学四方学院毕业设计基于FPGA的数据采集控制系统的设计与分析The Design and Analysis of Data Acquisition Control System Based on FPGA在科学技术研究和产业生产的各行业中，数据采集控制系统对生产过程或科学实验中各种物理量进行实时采集、测试和反馈控制的闭环控制，它在工业控制、军事电子设备、医学监护等许多领域发挥着重要作用。

本设计介绍了基于FPGA的数据采集控制系统的设计，系统以可编程逻辑器件FPGA作为采集系统的核心，根据模数转换器ADC0809和数模转换器DAC0832的工作原理，应用FPGA的内部逻辑实现时序控制，对数据进行采集、A/D转换、数据运算、D/A转换以及数据显示控制的研究设计。

本设计主要分为五个模块，A/D转换控制模块、数据运算与处理模块、D/A转换控制模块、有关按键输入与数据显示控制模块以及数码管显示模块，运用VHDL语言编程实现了数据采集系统，通过在Altera 公司开发的第四代EDA集成开发环境—QuartusⅡ7.2中进行修改、编译、仿真，通过仿真结果来验证其正确性。

在设计中，通过使用进程可以把整体的功能局部化、分块设计。

采用多进程描述方法来进行程序设计，多个进程通过进程间通信机制互相配合，达到设计要求。

此系统的设计实现性价比高，能够实现更多的功能。

同时，还进一步提高了，系统的可靠性和工作效率，具有一定的实用和参考价值。

关键词：FPGA ADC0809DAC0832VHDL数据采集AbstractIn science and technology research and industry production of various industries, the data acquisition control system to the production process or scientific experiments of physical quantity of real-time data acquisition, testing and feedback control closed loop control, it in industrial control, military electronic equipment, medical care, and many other areas plays an important role.This design is introduced based on FPGA data collection of the design of control system, the system with programmable logic devices FPGA as collection the core of the system, according to ADC0809 adc and dac DAC0832 work principle, application of the internal logic FPGA realize sequential control, data collection, A/D conversion, data processing, D/A transformation and data display and control of the study design. This design mainly divided into five modules, A/D conversion control module, data operation and processing module, D/A transformation control module, relevant key input and data display and control module and digital pipe display module, the use of VHDL language programming to achieve data acquisition system, through the development of the company in Altera fourth generation EDA integrated development environment-Quartus Ⅱ7.2 modified, compilation, simulation, through the simulation results to verify its accuracy. In the design, through the use of the whole process can function localization, block design. The description of the process method to design program, more processes through the inter-process communication mechanism cooperate with each other, and to meet the design requirements. The system design and implementation of high performance/price ratio, can realize more function. At the same time, further improve the reliability of system and work efficiency, has certain practical and reference value.Key words: FPGA ADC0809DAC0832VHDL Data Acquisition目录第1章绪论 (1)1.1课题背景 (1)1.2选题目的及意义 (1)第2章EDA技术及FPGA技术 (3)2.1EDA技术 (3)2.2EDA技术的开发环境- Quartus Ⅱ (4)2.3VHDL (6)2.4FPGA技术 (7)2.4.1工作原理 (7)2.4.2基本特点 (7)2.4.3FPGA基本内部构造及功能分析 (8)2.4.4FPGA硬件系统构成 (8)2.4.5用FPGA开发工具进行电路设计的一般流程 (9)第3章数据采集控制系统的研究分析及设计 (10)3.1数据采集控制系统的研究与分析 (10)3.2数据采集控制系统的设计方案 (11)第4章数据采集控制系统模块的设计与分析 (13)4.1A/D转换控制模块ADZHKZ的设计 (13)4.1.1ADC0809模数转换的控制设计 (14)4.1.2转换后数据的BCD码转换处理的设计 (18)4.1.3A/D转换控制模块ADZHKZ的VHDL的设计 (20)4.2数据运算与处理模块SJYSCL的设计 (20)4.3D/A转换控制模块DAZHKZ的设计 (21)4.3.1DAC0832数模转换控制设计 (21)4.3.2D/A转换控制模块DAZHKZ的VHDL的设计 (23)4.4按键输入与数据显示控制模块JPXSKZ的设计 (24)4.5数码显示模块DISP的设计 (24)4.6附加模块FJ的设计 (25)第5章数据采集控制系统模块时序仿真与分析 (26)5.1A/D转换控制模块ADZHKZ时序仿真 (26)5.2数据运算与处理模块SJYSCL时序仿真 (26)5.3D/A转换控制模块DAZHKZ时序仿真 (27)5.4按键输入与数据显示控制模块JPXSKZ时序仿真 (27)5.5数码显示模块DISP时序仿真 (28)I第6章结论 (29)参考文献 (30)致谢 (31)附录 (32)附录A外文资料 (32)附录B系统组成原理图 (39)附录C程序清单 (40)II石家庄铁道大学四方学院毕业设计第1章绪论1.1 课题背景在科学技术研究和产业生产的各行业中，数据采集控制系统对生产过程或科学实验中各种物理量进行实时采集、测试和反馈控制的闭环控制，它在工业控制、军事电子设备、医学监护等许多领域发挥着重要作用。

基于FPGA的数据采集测试系统设计

ｉｍｅｒｎｔｐｌａｔｆｏｒｍｏｆＡＤＣ．ＴｈｉｓｓｙｓｔｅｍｕｓｅｓＦＰＧＡａｓｃｏｎｔｒｏｌｃｏｒｅ，ｗｉｔｈｈｉｇｈ－ｓｐｅｅｄＳＲＡＭｐｅｆｒｏｍｉｒｎｇａｓｄａｔａｃａｃｈｉｎｇ．Ｍｕｌｔｉｐｌｅｔｉｇｒｇｅｒｍｏｄｅｓａｎｄｄａｔａｓａｍｐｌｉｎｇｍｏｄｅｓａｒｅｓｕｐｐｏｒｔｅｄｉｎｔｈｅｓｙｓｔｅｍ，ａｓｗｅｌｌａｓｓｅｔｔｉｎｇｓｆｏｒｔｈｅｄａｔａｃａｃｈｉｎｇｌｅｎ￣ｈｏｆｍａｎｙ
基于ＦＰＧＡ的数据采集测试系统设计
黄远望，严济鸿，周伟
（１．西南通信研究所，成都６１００４１；２．电子科技大学电子工程学院，成都６１１７３１）
（３．南京电子技术研究所，南京２１００３９）
ＤａｔａＡｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎＴｅｓｔＳｙｓｔｅｍＢａｓｅｄｏｎＦＰＧＡ
ＨＵＡＮＧＹｕａｎｗａｎｇ，ＹＡＮＪｉｈｏｎｇ，ＺＨＯＵＷｅｉ
（１．ＳｏｕｔｈｗｅｓｔＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ，Ｃｈｅｎｇｄｕ６１００４１，Ｃｈｉｎａ）

基于FPGA的数据采集系统设计

图１结构示意图
（）１ＦＰＧＡ逻辑运算中心。用来接收其他各部分的数据，并按照程序中设定的方案对所收到的数据进行相应的分析和处理。包括：对从ＭＣＵ接收来的数据指
收稿日期：２０１１０３０４－－
１６２
现代电子技术为保留位。
２０１１年第３４卷
／令进行分析，并按其指令要求进行相应操作；接收ＡＤ采样来的数据，对数据进行处理，存储等工作。
／Ｗ）。（２）工作模式选择寄存器ｍｏｄｅｒｅＲｇ（／用于设置Ａ停止１７６位寄存器，Ｄ的工作模式和启动、各位的定义如下：ＦＰＧＡ，
ＤｅｓｉｎｏｆＤａｔａＡｃｕｉｓｉｔｉｏｎＳｓｔｅｍＢａｓｅｄｏｎＦＰＧＡｇｑｙ
，ＷＡＮＧＧＥＰｅｎＫｕｎｇ
（ ’ ，Ｘ ’ ）ＸｉａｎＭｉｌｉｔａｒＡｆｆａｉｒｓＯｆｆｉｃｅｏｆＮａｖＭｉｓｓｉｌｅＤｅｖｉｃｅｓｉａｎ７１００６１，Ｃｈｉｎａｙｙ
２ＦＰＧＡ芯片特点分析及资源分配本系统中的ＦＰＧＡ是采用Ａｌｔｅｒａ公司的。／ＥＰ１Ｃ２０Ｆ４００该系列的内核采用１．５Ｖ供电，ＩＯ端。口供电电压为３．３Ｖ如图２所示。ＦＰＧＡ内部资源划分为四大部分，

基于FPGA的数据采集系统电路设计

基于FPGA的数据采集系统电路设计数据采集系统是指将各种实际物理量（如温度、湿度、压力等）进行采集、转换和存储，并通过通信方式传输给计算机或其他设备进行处理和分析的系统。

其中，FPGA（Field Programmable Gate Array）是一种可编程的逻辑器件，能够自定义电路架构来实现各种功能。

在基于FPGA的数据采集系统电路设计中，我们需要考虑以下几个方面：输入电路、数据转换电路、存储电路、通信电路以及控制电路。

下面将对每个方面进行详细介绍。

首先是输入电路。

输入电路用于将外部的物理量转换为电信号，一般采用传感器来实现。

不同的传感器具有不同的特性和信号输出方式，因此需要针对具体的传感器进行电路设计。

例如，温度传感器的电路设计可以包括电压放大器、温度传感元件和滤波电路等。

接下来是数据转换电路。

数据转换电路将输入的模拟信号转换为数字信号，并使用FPGA中的模数转换器（ADC）进行采样。

ADC的选型和电路设计需要根据采样速率、精度和信号波形等要求进行优化。

一般可以采用Σ-Δ模数转换器或者逐次逼近型模数转换器。

然后是存储电路。

存储电路用于将采集到的数据进行临时存储，以便后续的处理和分析。

FPGA内部存储器可以用于存储少量的数据，但对于大量的数据存储，一般需要外部的存储器。

常见的外部存储器包括闪存、SD卡和硬盘等。

接下来是通信电路。

通信电路用于将采集到的数据传输到计算机或其他设备进行进一步处理和分析。

常用的通信方式包括串口通信、以太网通信和无线通信等。

在电路设计中，需要根据具体的通信方式选择合适的芯片和协议。

最后是控制电路。

控制电路用于控制整个数据采集系统的工作流程，包括采样频率、存储方式和通信方式等。

在FPGA中可以使用状态机来实现控制逻辑，也可以使用外部的控制器（如微处理器或微控制器）。

总的来说，基于FPGA的数据采集系统电路设计需要综合考虑输入电路、数据转换电路、存储电路、通信电路和控制电路等方面的要求。

(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FPGA的多通道高速数据采集系统设计共3篇

基于FPGA的多通道高速数据采集系统设计共3篇基于FPGA的多通道高速数据采集系统设计1随着现代科技的高速发展，各种高速数据的采集变得越来越重要。

而基于FPGA的多通道高速数据采集系统因具有高速、高精度和高可靠性等优点，逐渐受到了越来越多人的关注和青睐。

本篇文章将围绕这一课题，对基于FPGA的多通道高速数据采集系统进行设计和探讨。

1、FPGA的基础知识介绍FPGA（Field-Programmable Gate Array）是可重构的数字电路，可在不使用芯片的新版本的情况下重新编程。

FPGA具有各种不同规模的可用逻辑单元数，可以根据需要进行定制化配置。

FPGA可以根据需要配置每个逻辑单元，并使用活动配置存储器从而实现功能的完整性、高速度和多样化的应用领域。

2、多通道高速数据采集系统的设计在高速数据采集领域中，多通道采集是非常常见的需求。

多通道采集系统通常由高速采集模块、ADC芯片、DSP芯片等核心部件组成。

在本文中，我们将会采用 Analog Devices（ADI）公司的AD7699高速ADC和Xilinx（赛灵思）公司的Kintex-7 FPGA，来设计多通道高速数据采集系统。

2.1系统架构设计系统架构是设计一个多通道高速数据采集系统的第一步。

本系统的架构由两个主要芯片组成，分别为高速的ADC模块和FPGA模块。

其中ADC模块负责将模拟信号转换为数字信号，而FPGA模块则负责将数据处理为人类可以处理的数据。

2.2模块设计由于本系统是多通道高速数据采集系统，所以我们需要设计多个模块来完成数据采集任务。

在本系统中，每个模块包含一个ADC芯片和一个FPGA芯片，用于处理和存储采集的数据。

ADC 芯片可以通过串行接口将数据传递给FPGA芯片，FPGA芯片则可以将数据存储在DDR3内存中。

2.3信号采集与处理对于多通道高速数据采集系统，信号的采集与处理是至关重要的。

因此我们需要谨慎设计。

在本系统中，每个通道的采样速率可以达到1MSPS，采样精度为16位。

基于FPGA的数据采集系统设计

基于FPGA的数据采集系统设计引言数据采集系统在很多领域中都扮演着重要的角色，例如工业自动化、医疗设备、通信系统等等。

为了提高数据采集系统的性能和可靠性，使用FPGA作为其核心处理器是一个不错的选择。

本文将介绍如何设计一个基于FPGA的数据采集系统，包括架构设计、硬件设计和软件设计等。

一、架构设计一个基于FPGA的数据采集系统的主要架构包括传感器接口、数据处理模块和数据存储模块。

传感器接口负责将传感器的模拟信号转换为数字信号，然后通过数据处理模块进行数据处理和计算，最后将结果存储到数据存储模块中。

在传感器接口模块中，可以选择使用ADC（模数转换器）将模拟信号转换为数字信号。

ADC的选择需要根据采集系统的需求和传感器的特性来确定。

一般而言，高分辨率的ADC可以提高数据采集系统的精度，但会增加系统的复杂度和成本。

数据处理模块可以采用FPGA中的片上处理器（DSP）或使用FPGA的逻辑单元进行数据处理和计算。

使用DSP可以提高系统的处理能力和灵活性，但也会增加功耗和成本。

另一方面，使用FPGA的逻辑单元可以在保证性能的同时降低成本和功耗。

数据存储模块可以选择使用FPGA中的存储器或外部存储器。

FPGA中的存储器速度较快，但容量有限，适合存储少量实时数据。

如果需要存储大量数据，可以选择外部存储器，如SD卡、硬盘等。

二、硬件设计硬件设计是基于FPGA的数据采集系统的关键部分。

首先，需要选择合适的FPGA器件，根据数据采集系统的需求来确定FPGA器件的规格和性能。

其次，需要设计适配器板，将传感器信号接口与FPGA器件连接起来。

适配器板一般包括ADC、放大器、滤波器等电路。

最后，需要设计适配器板和FPGA器件之间的连线，保证信号的稳定和可靠传输。

硬件设计过程中还需要考虑功耗、成本和稳定性等因素。

功耗是一个重要的指标，特别是对于移动设备或电池供电的设备而言。

如何降低功耗是硬件设计中需要重点考虑的问题。

此外，成本也是硬件设计中需要考虑的因素之一，特别是对于大规模的数据采集系统。

基于FPGA的多通道高速数据采集系统设计

四、数据存储与传输
在高速数据采集系统中，数据的存储和传输是非常重要的环节。我们可以使用 DDR3 SDRAM作为主要的数据存储设备，其高带宽和低延迟特性能够满足高速数据采集的需求。对于数据的传输，我们可以使用PCIe或者以太网等高速接口，确保数据传输的实时性和稳定性。
五、系统优化与测试
在系统设计完成后，我们需要进行系统测试和优化。我们可以通过实际的信号输入来验证系统的采样率、分辨率和噪声性能。同时，我们还需要对系统的功耗进行测试和优化，以确保系统的长时间稳定运行。
3、硬件实现：FPGA内部的各种硬件资源，如查找表（LUT）、触发器（Flipflop）和数字信号处理器（DSP）等，被充分利用来实现数据采集和处理。
参考内容
关键词：FPGA，高速数据采集，实时处理，高精度测量
引言
随着科技的不断发展，高速数据采集技术在许多领域的应用越来越广泛。例如，在工业生产中需要实时监控生产过程的数据，而在科学研究领域中则需要获取大量实验数据进行分析。为了满足这些需求，基于FPGA（现场可编程门阵列）的高速数据采集系统应运而生。本次演示将详细介绍基于FPGA的高速数据采集系统的设计方法、技术特点、应用场景及未来展望。
2、FPGA核心：进行数据的高速处理和传输。 3、存储和传输模块：用于数据的存储和传输。
4、电源和时钟模块：提供稳定的电源和时钟信号。
三、FPGA逻辑设计
FPGA逻辑设计是整个系统的核心部分，主要负责数据的接收、处理和传输。在设计中，我们需要利用FPGA的并行处理能力，优化算法，提高数据处理速度。同时，我们还需要考虑到系统的可扩展性，以便在未来能够方便地进行功能升级。
六、结论
基于FPGA的高速数据采集系统因其灵活性和高性能而具有广泛的应用前景。通过合理的设计和优化，我们可以实现高采样率、高分辨率、低噪声、低功耗的高速数据采集。随着科技的不断发展，我们期待看到更多的创新和突破在高速数据采集领域取得。

基于FPGA 的数据采集系统设计

基于FPGA的数据采集系统设计Design of data acquisition system based on FPGA(桂林电子科技大学计算机与控制学院)林科龙超李平赵学军Lin Ke, Long Chao, Li Ping, Zhao Xuejun摘要:结合高速FPGA的特点, 设计了一套数据采集系统。

该系统以FPGA作为采集系统的核心, 应用FPGA的内部逻辑实现时序控制,对数据进行采集、显示，并将处理后的结果通过USB口传输到上位机。

该系统具有电路结构简单、功耗低等优点, 可用于温度、压力等传感器信息以及电压、电流的数据采集。

关键词：数据采集；现场可编程逻辑门阵列；通用串行总线中图分类号: TP274 文献标识码: BAbstract: A set of data acquisition system which combined characteristics of high speeding FPGA was developed. The internal logic of FPGA was used to control time sequence. It took FPGA as the core to read the acquisition data, show and transmit data by USB interface. The system has a simple circuit structure, low power consumption and so on. It can be used as the acquisition system of pressure voltage, temperature parameters, voltage and current.Keyword: data acquisition; FPGA; USB1引言在科学技术研究和工业生产的各行业中, 常常需要对各种数据进行采集, 如液位、温度、压力、频率等信息的采集。

基于FPGA的数据采集系统的设计与实现

第ｌ９卷第１期
Ｖｏ．９１１
Ｎｏ１．
电子设计工程
ＥｌｃｒｎｃＤｅｉｎＥｎｉｅｒｎｅｔｏｉｓｇｇｎｅｉｇ
２１年１月０１
Ｊｎ２１ａ．０１
基于ＦＧＡ的数据采集系统的设计与实现Ｐ
ＤｅｉｎａｅｌａｉｎｏｔｃｕｓｔｏｙｔｍｓｄｏｓｇｎｄｒａｉｔｏｆｄａａａｑｉｉｉｎｓｓｅｂａｅｎＦＰＧＡｚＬＵＣｕ－ａ，ＨＮｕ，ＨＯＨｕｃａ￣Ｉｈｎｙ’ ＣＥＧＸＺＡｉｈｎ —
３Ｄｐｒｎ．Ｅｅｔｎｎｎｅｎ，ｉｉｎｖｒｉ，＇１０１Ｃｉ）．ｅａｍｔｌｃｏｉＥｇｅｒｇＸａＵｉｓｙＸｉｎ７０７，ｈｎｔｅｆｏｒｃｉｉＤｎｅｔａａ
ＡｂｔａｔａｅｎＦＧＡａｄｔｅＵＳｓｒｃ：ＢｓｄｏＰｎｈＢ２．ｅｈｉａ，ｔｉａｅｅｉｎｄｏｅｋｎｆｈｇｐｅｎｎｅｒｔｄｄｔ０ｔｃｎｃｌｈｓｐｐｒｄｓｅｎｉｄｏｉｈｓｅｄａｄｉｔｇａｅａａｇａｑｉｔｎｓｓｍ．ＴｉｓｓｍｏｋＡｈｒｒｏａｉｎｓＥ２Ｔ１４ＦＧＡａｈｓｅｏｔｏｌｒｎｏｋＣｐｅｓｃｕｓｉｙｔｉｏｅｈｓｙｔｅｔｏｅａＣｏｐｒｔ＇ＰＣ５４Ｐｓｔｅｍａｔｒｃｎｒｌ，ａｄｔｏｙｒｓｏｅＣｒｏａｉｎｓＥＵＢＦｓｔｅｔｎｍｉｉｎｍｅｈｄｉｓｙ，ｉｔｇａｅｙｔｍ＇ｆａｏｓｕｔｎａｄｔｅｈｒｗｒｏｒｔ＇Ｚ— ＳＸ２ａｈｒｓｓｏｔｏ．Ｆｒｔｐｏａｓｌｎｅｒｔｄｓｓｅｓｒｍｅｃｎｔｃｉｎｈａｄａｅｒｏｉｔｒｃｉｕｔｗｒｎｒｄｃｄｉｅａｌｅｏｄｙ．ｂｓｄｏｈｍｐｅｎｆｈｒｗａｅｐａｆＩｎｅｆｅｃｒｉｅｅｉｔｕｅｎｄｔｉ．ＳｃｎｌａｃｏａｅｎｔｅｉｌｍｅｔａａｄｒｌｔＴｏＯ．ｉｔｒｃｏｅｗａｎｅｆｅｃｄｓａｄｓｇｅｙｕｉｇＶｅｉｇＨＤＬ，ａｄＵＳ２０ｆｍｗｒｒｇａｓｄｓｇｅ．Ｆｎｌ，ｔｅｓｓｍｅｔｗｓｃｍｐｅｅｅｉｎｄｂｓｎｒｏｌｎＢ．ｒａｅｐｏｒｍｗａｅｉｎｄｉｉａｌｙｈｙｔｅｔｓａｏｌｔｄｔｒｕｈｓｆｒｎａｄａｅｓｓｅｈｏｇｏｔｅａｄｈｒｗｒｙｔｍ．Ｔｉｔｓｅｕｔｉｄｃｔｓｔａｈｖｒｌｓｓｅｆｎｔｎｉｏｒｃ．ａｄｔｃｎｗａｈｓｅｔｒｓｌｎｉａｅｈｔｔｅｏｅａｌｙｔｍｕｃｉｓｃｒｅｔｎｉａｏａｃｍｐｉｈｔｅｄｔｃｕｓｔｎｄｔｎｅｅｔｉｉｕｔｎｅ．ｃｏｌｈａａａｑｉｉｏｕｙｕｄｒｃｒｎｃｒｍｓａｃｓｓｉａｃ

基于FPGA的数据采集系统电路设计

基于FPGA的数据采集系统电路设计引言：数据采集是现代工程领域中一个重要的环节，数据采集系统可以将物理信号转化为数字信号，通过FPGA进行处理和分析。

本文将介绍一个基于FPGA的数据采集系统电路设计，包括电路的整体框图设计、关键模块的设计和实现。

一、整体框图设计整体框图设计是数据采集系统电路设计的第一步，它决定了整个系统的结构和功能。

一个基于FPGA的数据采集系统通常由以下几个主要模块组成：1.传感器接口模块：用于接收来自传感器的物理信号，并将其转化为电压信号。

2.模拟到数字转换模块（ADC）：将模拟信号转化为数字信号，以便FPGA进行处理。

3.FPGA模块：用于对采集到的数据进行处理、分析和存储。

4. 存储模块：用于存储采集到的数据，可以通过RAM或Flash芯片实现。

5.控制模块：用于对整个数据采集系统进行控制和配置。

二、关键模块的设计1.传感器接口模块设计传感器接口模块是数据采集系统中与外部传感器连接的关键模块，它需要完成信号的放大和滤波等功能。

常用的传感器接口包括电阻分压器、运算放大器和滤波电路等。

2.模拟到数字转换模块（ADC）设计ADC模块需要将模拟信号转化为数字信号，并按照一定的采样率进行采样。

常用的ADC芯片有SAR（逐次逼近调制）型和Sigma-Delta型。

设计时需要考虑信号的精度、采样率和动态范围等参数。

3.FPGA模块设计FPGA模块是数据采集系统中最重要的模块之一，它可以实现对采集到的数据进行处理、分析和存储等功能。

设计时需要根据需求选择合适的FPGA芯片，并编写相应的逻辑电路代码。

常用的FPGA开发工具有Xilinx 的Vivado和Altera的Quartus等。

4.存储模块设计存储模块用于存储采集到的数据，可以选择使用RAM或Flash芯片进行存储。

其中RAM具有读写速度快、容量较小的特点，适用于对数据实时性要求较高的场景；而Flash具有容量大、读写速度慢的特点，适用于长期存储数据的场景。

基于FPGA的数据采集系统的设计 (3)

中图分类号:TP391.41 文献标识码:A 文章编号:1009-2552(2009)10-0118-03基于FPGA的数据采集系统的设计宋锋,孙未(成都理工大学,成都610059)摘要:介绍基于FPGA的高速数据采集系统,设计采用Altera公司的FPGA芯片结合AD7787芯片及USB模块芯片。

设计系统具有采集速率快、便携性好、功耗小等特点,对基于FPGA数据采集技术的推广具有现实意义。

关键词:现场可编程门阵列;AD7787;ISP1581;数据采集Design of data acquisition system based on FPGASONG Feng,SUN Wei(C hengdu University of Technology,C hengdu610059,China)Abstract:The high speed data acquisition syste m based on FPGA is introduced in this paper.The system is designed by using FPGA chip produced by Altera company combining with AD7787and USB module.This system o wned advantages of high speed data acquisition,outstanding portability and low power consumption.At the same time,for popularizing the tec hnology of data acquistion based on FPGA,the design has practical significance.Key w ords:FPGA;AD7787;ISP1581;data acquisition0 引言传统的数据采集系统通常采用单片机或DSP 作为主要的控制模块,通过其控制ADC、存储器和其他外围电路的进行工作。

基于FPGA的数据采集系统的设计 (1)

基于FPGA的数据采集系统的设计张玉华（江西理工大学，江西赣州 341000）摘要以一片高速双通道A/D转换器AD9288为核心，在可编程逻辑器件EP1C3T144C6的控制下构成双通道数据采集系统。

系统设计具有速度高、控制灵活方便等特点，且系统价格适中。

关键词信号调理电路；AD9288；EP1C3T144C61 引言随着计算机技术的发展与普及，数字设备越来越多的取代模拟设备。

然而，外部世界的大部分信息都是以一些连续的物理量形式出现的，要将这些信息进行数字化处理，就必须先将模拟信号转换成数字信号，然后送往处理器，进行处理、显示、传输与记录，这个过程称为数据采集。

目前，高速数据采集技术已广泛应用在雷达、声呐、软件无线电、瞬态信号测试等领域，并不断推动着这些领域的发展。

2 系统设计方案设计要求信号采样通道带宽20MHz，采样频率50MHz，可以采用一片采样速率高于50MHz的A/D进行采样，鉴于FPGA内部具有丰富的触发器和引脚，设计周期较短，具有可编程性和实现方案容易改动的特点，系统采用了A/D+FPGA的方案。

数据采集系统的组成如图1所示，主要包括三部分：信号调理、A/D转换和FPGA逻辑设计。

输入的模拟信号先经过信号调理电路进行信号的放大、滤波、使信号带宽限制在需要的范围内，并使信号的幅度与ADC的量程相匹配；经过以上处理后，信号被送入A/D模数转换器量化；转换后的数字量暂存在FPGA内部块RAM设计的FIFO 中，以供处理器读取并处理，采集的时序控制由FPGA逻辑电路完成[1]。

图1 数据采集系统的组成3 信号调理电路由于输入的模拟信号的幅度变化范围一般很宽（在本系统设计中输入信号范围为50mV~50Vp-p），而一般的A/D转换器输入信号范围都不可能有这么宽，所以在进行A/D转换之前，被测信号必须进行处理，才能满足A/D转换器的要求。

信号调理电路框图如图2所示，由高阻衰减器、前级放大器、低阻衰减器、后级放大器及控制电路组成，通过电子开关改变运放的增益，从而实现幅度的调节，完成对被测信号的程控放大和衰减、交/直流耦合、信号平移等预处理[2]。