一种新型多路同步数据采集卡的设计与实现
多路信号采集显示系统设计与实现
多路信号采集显示系统设计与实现一、引言随着科技的不断发展，人们对信号采集显示系统的需求也日益增长。
多路信号采集显示系统是一种能够同时采集多种信号并进行显示的系统，广泛应用于工业控制、仪器仪表、环境监测等领域。
本文将介绍多路信号采集显示系统的设计与实现，包括硬件和软件的设计，希望能够为相关领域的研究和开发提供一定的参考。
二、系统设计1. 系统功能需求多路信号采集显示系统主要具备以下功能需求：（1）多通道信号采集功能：能够同时采集多路模拟信号，并实时转换为数字信号。
（2）数据存储功能：能够将采集到的数据进行存储，以便后续分析和处理。
（3）数据显示功能：能够实时显示采集到的数据，并提供用户界面操作。
（4）通信接口功能：能够与PC或其他设备进行通信，进行数据传输和控制。
2. 系统硬件设计多路信号采集显示系统的硬件设计主要包括传感器、采集卡、显示屏等组成。
（1）传感器：根据不同的采集需求，选择合适的传感器，如温度传感器、压力传感器、光敏传感器等。
（2）采集卡：选择合适的多通道模拟信号采集卡，能够满足采集多路信号的需求。
采集卡通常包括A/D转换器、输入端口等。
（3）显示屏：选择合适的显示屏，能够实时显示采集到的数据，提供用户友好的操作界面。
三、系统实现1. 硬件组装与连接按照系统设计，选购合适的传感器、采集卡和显示屏，并进行硬件组装和连接。
将传感器与采集卡连接，采集卡与显示屏连接，确保硬件的正常工作。
2. 软件开发与编程根据系统设计，开发相应的软件并进行编程。
实现数据采集、数据存储、数据显示和通信接口功能，并进行软件测试和调试。
3. 系统调试与优化将硬件和软件组装完毕后，进行系统调试和优化。
测试系统的各项功能是否正常，是否满足设计要求，并对系统进行优化，提高系统的稳定性和性能。
基于PCI-E总线的多功能同步数据采集卡设计
基于PCI-E总线的多功能同步数据采集卡设计基于PCI-E总线的多功能同步数据采集卡设计摘要：随着科技的不断发展和应用领域的不断扩展，对高性能、多功能的数据采集卡的需求也越来越大。
本文提出了一种基于PCI-E总线的多功能同步数据采集卡设计方案，采用高速数据传输和同步采样技术，实现了对多种信号的高清晰度采集和处理。
1. 引言数据采集卡是一种广泛应用于各个领域的电子设备，用于采集和处理各种信号，如模拟信号、数字信号、视频信号等。
随着科技的发展和应用领域的不断扩展，人们对数据采集卡的需求也越来越高。
本文基于PCI-E总线的数据采集卡设计，旨在实现高性能、高可靠性和多功能的数据采集和处理功能。
2. 系统设计2.1 总体架构本系统的总体架构由PCI-E接口模块、时钟同步模块、高速数据采集模块、FPGA数据处理模块等组成。
PCI-E接口模块将数据采集卡与主机之间的数据传输实现，时钟同步模块用于实现各个模块之间的同步采样，高速数据采集模块负责高速采集各种信号，FPGA数据处理模块用于对采集到的数据进行处理和分析。
2.2 PCI-E接口模块PCI-E接口模块是数据采集卡与主机之间的数据传输通道，通过PCI-E总线实现高速数据传输。
在设计中，选择了PCI-E 3.0 x4作为数据采集卡的接口标准，以满足高速数据传输的需求。
2.3 时钟同步模块为了实现各个模块之间的同步采样，需要设计一个时钟同步模块。
该模块主要包括一个高精度的时钟源和时钟分频模块。
通过时钟源产生的时钟信号，经过分频模块分频后，分别作为各个模块的时钟输入。
通过时钟同步模块，实现了数据采集模块和数据处理模块之间的同步采样。
2.4 高速数据采集模块高速数据采集模块是数据采集卡的核心模块，负责采集各种信号。
该模块包括模拟信号采集电路和数字信号采集电路两部分。
模拟信号采集电路使用高精度的ADC芯片，能够实现高清晰度的模拟信号采集。
数字信号采集电路使用高速采样芯片，能够实现高速的数字信号采集。
一种新型基于CPLD的多通道数据采集卡的设计与实现的开题报告
一种新型基于CPLD的多通道数据采集卡的设计与实现的开题报告引言：多通道数据采集系统在现代工业自动化中应用广泛，由于其实时性、高精度、强鲁棒性和自动化程度高等特点，已成为自动化领域中得到广泛应用的一种技术。
在多通道数据采集系统中，硬件平台和软件平台是基础，其中硬件平台是数据采集系统的重要组成部分。
本文重点研究了一种新型基于CPLD的多通道数据采集卡的设计与实现。
一、研究背景：多通道数据采集卡主要用于实时采集多种参数信号，包括电压、电流、温度、压力、流量等。
目前市场上常见的数据采集卡通常采用单片机或DSP处理器作为主控芯片，这些芯片的处理能力受到限制，无法满足高速采集、高精度采集等需求。
而CPLD作为一种可编程逻辑器件，其优势在于具有高速、低功耗、低成本和可编程等特点，能够满足高速、高精度和大容量数据处理的需求。
因此，本文研究基于CPLD的多通道数据采集卡，旨在提高数据采集系统的性能和稳定性。
二、研究内容：本文研究的内容主要包括以下方面：1.多通道信号采集模块设计多通道信号采集模块是多通道数据采集卡的主要组成部分。
本文研究设计一种基于CPLD的多通道信号采集模块，能够实时采集多种参数信号，并将其转换为数字信号进行处理。
2.CPLD设计与编程本文采用Xilinx公司的XC95108 CPLD作为主控芯片，设计了CPLD 的硬件电路，并使用HDL语言进行CPLD的编程，以实现多通道信号采集和数据处理功能。
3.与上位机通信接口设计本文设计了与上位机通信的接口，实现了数据的传输和实时监测。
同时，本文还借助LabView软件，实现了可视化操作界面，并进行了相关的性能测试和分析。
三、研究意义：本文研究了一种基于CPLD的多通道数据采集卡的设计与实现，对于提高数据采集系统的性能和稳定性具有重要意义。
该研究能够为相关领域的工程技术人员提供一种新型的数据采集方案，提高数据采集系统的可靠性和灵活性，为实现智能化、自动化和信息化提供技术支持和保障。
一种基于VXI总线的多通道同步数据采集卡[实用新型专利]
![一种基于VXI总线的多通道同步数据采集卡[实用新型专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/1a4289e8bed5b9f3f80f1c45.png)
专利名称：一种基于VXI总线的多通道同步数据采集卡专利类型：实用新型专利
发明人：郭恩全,严昭莹,李小杰,赵涛
申请号：CN200720311326.1
申请日：20071220
公开号：CN201130369Y
公开日：
20081008
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型提供一种基于VXI总线的多通道同步数据采集卡，每块板卡由4个完全独立的模拟信号调理子板和1块母板组成，在母板上集成有FPGA芯片、SDRAM芯片、VXI接口芯片，在子板上集成有模拟信号调理电路、A/D转换器，每个子板具有独立的信号采集通道，各通道具有1个独立的16位A/D转换器和信号调理电路，各通道独立并行采样，每通道的最高采样为2M，采样率可向下分频。
本实用新型采集卡采样率高，采样精度优于1‰，数据存储容量大、速度快，峰值数据吞吐量可达320MB/S，降低了信号毛刺对时序逻辑的影响，提高了板卡的稳定性，保证了多个通道采样的同步性，适合于对相位要求高的应用场所。
申请人：陕西海泰电子有限责任公司
地址：710075 陕西省西安市高新区高新1路18号
国籍：CN
代理机构：西安文盛专利代理有限公司
代理人：佘文英
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多路视频采集卡的设计与实现
多路视频采集卡的设计与实现摘要：视频是人类信息的一个主要渠道。
想要获取影像信息，必须完成图像信息收集。
作为视频采集设备的基础，影像信息采集卡的设置非常关键。
而本章针对多路视频采集卡进行了分析，该视频采集卡以 FPGA为逻辑控制中心，采用SAA7111将 4路视频信号分别转换为数字图像数据，经 FIFO缓存后，由 PCI总线接口芯片 PCI9052将数据送入计算机，最后通过应用程序将图像显示出来。
实验分析表明该视频采集卡能实现 4路实时传输显示，能够真实的将采集卡采集到的影像信息通过驱动传递到应用监控软件，以便进行显示和存储，希望能为相关人员提供参考。
关键词：多路视频采集卡；设计；实现数字视频监控管理系统因其直观、便捷、内容丰富的优点日益引起人们的关注，已成为保安防范体系的主要部分。
视频采集子系统主要进行视频图像的采集与压缩工作，是数字化视频监测中最核心的组成部分，直接影响到了整个监测系统性能与品质的高低[1]。
针对新一代的视频监测系统对于视频图象的高品质与实时性的需求。
1相关概念概述1.1视频信号概述视频信号是一个比较复杂的信息，它不但包括了画面本身的数据内容，而且包含着某些供采集用的处理数据，将这些内容混杂在一起，并按照特定的顺序和规则加以传递。
标准的电视信号是黑白CCD摄像头，通过连接设备将光学数据转换成幅值恒定的电信号，再配合机会支持组合产生的最终电视信号，而信号是黑白全视频（也称为混合电视信号）主要由图像数据、消隐数字、同步数字、开槽脉冲和图像脉冲等几部分构成。
彩色图像的每一位像素值中不但包括了亮度数据，而且也包括了色彩数据RGB建模作为经典的色彩空间建模，广泛应用在计算机、显卡和监视器件上，它利用了红绿蓝黄三种色彩的通道，形成了一个色彩空间结构。
但由于RGB模式信息内容在数据传输中占有的巨大带宽，亮度数据容易引起色彩干涉，而且与黑白计算机并不兼容，所以在PAL制影像数据中采用了YUV建模。
用C语言给NI数据采集卡编程序实现多路数据的同时采集
⽤C语⾔给NI数据采集卡编程序实现多路数据的同时采集 因为写的上⼀篇NI数据采集卡的程序有⼈留⾔说想要实现多路数据的同时采集，我没有及时回复，深感抱歉，在此写⼀篇关于NI数据采集卡的多路数据同时采集的程序 第⼀个程序实现的功能：六路数据同时采集，采集有限个数据，并且保存到txt⽂档中。
采⽤的是参考单端接地的⽅式，参考单端接地指的是我们测量的每⼀路的值是该路相对AI GND的电压值。
对参考单端接地不了解的话可以看NI-DAQmx C Reference help 不多说，上程序。
1 #include <stdio.h>2 #include "NIDAQmx.h"3#pragma comment(lib,"NIDAQmx.lib")4 #include<iostream>5using namespace std;67#define DAQmxErrChk(functionCall) if( DAQmxFailed(error=(functionCall)) ) goto Error; else89int main(void)10 {11 int32 error=0;12 int32 per_num;13 float64 data[6000];14 TaskHandle taskHandle=0;15char errBuff[2048]={'\0'};16 DAQmxErrChk (DAQmxCreateTask("",&taskHandle));17 DAQmxErrChk (DAQmxCreateAIVoltageChan(taskHandle,"Dev2/ai0:5","",DAQmx_Val_Cfg_Default,-10.0,10.0,DAQmx_Val_Volts,NULL));18 DAQmxErrChk (DAQmxCfgSampClkTiming(taskHandle,"",20000,DAQmx_Val_Rising,DAQmx_Val_ContSamps,1000));1920 DAQmxErrChk (DAQmxSetAITermCfg(taskHandle,"Dev2/ai0:5",DAQmx_Val_RSE));21//DAQmxErrChk (DAQmxRegisterEveryNSamplesEvent(taskHandle,DAQmx_Val_Acquired_Into_Buffer,PER_NUM0,0,EveryNCallback,this)); 22//DAQmxErrChk (DAQmxRegisterDoneEvent(taskHandle,0,DoneCallback,NULL));2324/*********************************************/25// DAQmx Start Code26/*********************************************/27 DAQmxErrChk (DAQmxStartTask(taskHandle));28 DAQmxErrChk(DAQmxReadAnalogF64(taskHandle,1000,10.0,DAQmx_Val_GroupByScanNumber,data,6000,&per_num,NULL));29 FILE *fp1=fopen("data1.txt","w+");3031for(int l=0;l<6000;l++)32 {33 fprintf(fp1,"%f",data[l]);34 fputc('\n',fp1);35 }36 fclose(fp1);37 Error:38if( DAQmxFailed(error) )39 DAQmxGetExtendedErrorInfo(errBuff,2048);40if( taskHandle!=0 ) {41/*********************************************/42// DAQmx Stop Code43/*********************************************/44 DAQmxStopTask(taskHandle);45 DAQmxClearTask(taskHandle);46 }47if( DAQmxFailed(error) )48 printf("DAQmx Error: %s\n",errBuff);49 printf("End of program, press Enter key to quit\n");50 getchar();51return0;52 }这个程序实测过，可以使⽤，希望能够对⼤家有帮助。
多通道数据采集卡同步功能的设计与实现_高健
第25卷第1期2008年1月机 电 工 程M EC HAN ICAL &ELECTR ICAL ENG INEER I NG M AGA Z I NE V o.l 25N o .1Jan .2008收稿日期:2007-07-24作者简介:高 健(1982-),男,浙江安吉人,主要从事嵌入式系统设计方面的研究。
多通道数据采集卡同步功能的设计与实现高 健,杨成忠,唐明明(杭州电子科技大学自动化学院,浙江杭州310018)摘 要:介绍了多通道数据采集卡同步功能的实现方法,讨论和处理了实现同步功能的相关问题。
该设计采用一种二级时钟分配方案,不仅实现了板内各通道的真正实时的同步采集,并且可以方便灵活地实现多块板卡的板间同步,具有高速、高精度、多路同步采集的特点,可广泛应用于对信号的同步性能要求较高的数据测量系统中。
关键词:数据采集;同步触发;A /D 转换中图分类号:TP393 文献标识码:A文章编号:1001-4551(2008)01-0082-04D esign and rea lization of t he si m ult aneous f unction in t he m ult-i channel data acquisition cardGAO Jian ,YANG Cheng -zhong ,TANG M ing -m i n g(C ollege of A uto m ation ,H angzhou D ianzi University,H angzhou 310018,China)Abstrac t :The design and rea lization of the s i m u ltaneous f unc ti on i n the mu lt-i channe l data acqu isiti on card w ere i ntroduced .A nd also the corre l a ti ve po i nts o f t he si m ultaneous function w ere d iscussed and d i sposed .The desi gn used a t w o -step c l ock distr-i bu tion ,which not only rea lized the rea-l ti m e mu lt-i channe l si m u ltaneous acqu isiti on i n one card ,bu t also rea lized t he si m u ltane -ous acqu i sition f uncti on i n m ore t han one card v ery conven ientl y.The ca rd has the feat ures o f h i gh -speed ,h i gh precision and mu lt-i channel si m ultaneous acqu i s ition ,can be w i de l y used in t he da ta acqu isiti on system w hich has h i gh request of t he si m ulta -neous si gna.lK ey word s :data acquisiti on ;si m u ltaneous tri gge r ;A /D conve rt0 前 言随着电子技术的深入发展和科研生产的需要,人们已经不再满足于用单路A /D 数据采集来分时采集多路测试信号。
多通道PXI总线数据采集卡的设计与实现
多通道PXI总线数据采集卡的设计与实现刘龙飞;张彦军;朱思敏【摘要】在航空航天等测试领域中,需同时采集的信号量非常大.为满足这一要求,在泛华公司PXI-1031的硬件平台上设计实现了PXI总线接口控制的多通道数据采集卡.该卡采用PCI9054芯片作为与PXI总线信号连接的接口芯片,并开发相应的驱动程序.通过FPGA控制ADS8041,实现32路模拟数据采集功能.采用LabVIEW软件对采集卡进行了硬件验证,得到的波形与输入波形完全吻合.试验结果表明,该数据采集卡具有精度高、稳定性好的优点,具有较高的使用价值.【期刊名称】《自动化仪表》【年(卷),期】2013(034)005【总页数】3页(P23-25)【关键词】PXI总线;FPGA;FIFO;数据采集;模拟信号【作者】刘龙飞;张彦军;朱思敏【作者单位】中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室,山西太原 030051;中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室,山西太原 030051;中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室,山西太原 030051【正文语种】中文【中图分类】TP910 引言美国国家仪器公司(简称NI公司)是全球著名研制生产信号采集设备和虚拟仪器的专业机构，1997年，NI公司在PCI基础上开发了PXI(PCIextensions for instrumentation)总线。
在仪器扩展方面，PXI总线已成为工业标准;在数据传递方面，PXI的性能较早期的系统有了显著的提高。
目前，全世界有近60个研究机构推出约500种PXI产品[1]。
PXI在我国航天航空领域的应用也比较广泛，但引进设备的接口和信号参数等大多与实际需求不符。
为更方便地应用与推广由PXI 总线构成的信号采集和信号源等系统，必须根据技术要求来开发符合标准的产品。
本文提出了一种基于PXI总线的多通道数据采集卡，并介绍了各功能模块的工作原理。
1 系统总体结构与设计原理1.1 系统总体结构本数据采集系统由PCI9054总线控制器、FPGA、外部FIFO、数模转换电路、信号调理电路、多路信号选通电路等部分组成。
多通道数据采集卡同步功能的设计与实现
多通道数据采集卡同步功能的设计与实现
高健;杨成忠;唐明明
【期刊名称】《机电工程》
【年(卷),期】2008(025)001
【摘要】介绍了多通道数据采集卡同步功能的实现方法,讨论和处理了实现同步功能的相关问题.该设计采用一种二级时钟分配方案,不仅实现了板内各通道的真正实时的同步采集,并且可以方便灵活地实现多块板卡的板间同步,具有高速、高精度、多路同步采集的特点,可广泛应用于对信号的同步性能要求较高的数据测量系统中.【总页数】4页(P82-85)
【作者】高健;杨成忠;唐明明
【作者单位】杭州电子科技大学,自动化学院,浙江,杭州,310018;杭州电子科技大学,自动化学院,浙江,杭州,310018;杭州电子科技大学,自动化学院,浙江,杭州,310018【正文语种】中文
【中图分类】TP393
【相关文献】
1.振动信号多通道同步整周期数据采集卡设计 [J], 杨世锡;梁文军;于保华
2.基于PC/104总线与FPGA的多通道同步数据采集卡的研究 [J], 刘朝华;戴怡;石秀敏
3.利用FPGA实现的多通道同步数据采集卡 [J], 田多华;邱宏安;陆宇鹏;邵立群
4.一种多接口多通道的同步数据采集卡的设计与实现 [J], 郑晨曦;吴次南;蒋小菲
5.凌华科技推出高密度多通道同步数据采集卡 [J],
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利用FPGA实现的多通道同步数据采集卡
ＰＣＩ０４作为一种国际标准的控制总线，在测试和控 制中得到了广泛应用，但目前市场上与之配套的同步 数据采集卡还很少。基于ＰＣＩ０４总线的高精度数据采集 卡的主要功能是把外界模拟信号的电压参量经过Ａ／Ｄ 转换器转换成数字量，并把转换结果存储以便分析处 理。本文所述采集卡采用了ＡＤ公司推出的高速、低功 耗、四通道同步采样１２位并行接口的Ａ／Ｄ转换器 ＡＤ７８６４，用ＦＰＧＡ进行逻辑功能控制和数据缓存，使得 该数据采集卡硬件电路极为简单。 １数据采集卡的原理及组成
降沿来表示。此时片选信号／ＣＳ端接地，由读信号／ＲＤ读出
数据。当读信号／ＲＤ和片选信号／ＣＳ同时保持低电平时
才可读数据，读操作在工作时要确保写信号，ＷＲ处于高
电平。每次读数据操作增加输出数据寄存器指针，读完
最后一个转换数据时，将输出数据寄存器指针复位。写
操作主要完成工作模式的设置，一般只在初始化或转换
‘ＯＲ２
图３中断产生电路
２．２．３主机读取数据电路 当主机响应了读中断请求之后，就会开始从ＦＩＦＯ
中取数，但是六个ＦＩＦＯ的工作基本保持一致，所以存在 主机先从哪一个ＦＩＦＯ中读取数据的问题，因此需要设 计一个数据选择读取电路，如图４所示。
图中数据选择电路通过三位地址ａ０、ａ１、ａ２来对六 个ＦＩＦＯ的六路数据选择输出。 ２．２．４ ＡＩＤ转换启动信号发生电路
品中。系统通过ＦＰＧＡ来实现高速数据缓存及逻辑控
制。采用的器件是ＦＩ正Ｘ１Ｋ系列的ＥＰＩＫ３０ＴＣｌ４４—１器
件，其最大工作频率为４０ＭＨｚ，消耗１ ５３３个ＬＣ，平均编
码时间为２０个时钟周期。ＦＰＧＡ除了要满足相应的时
序要求外，还要求控制数据的位数和Ａ／Ｄ转换器的位
多通道数据采集卡设计
作者简介 ：陈光辉 （ １ ９ ８ ３ 一） ，男 ，四川资阳人 ，湖南科技学院 电子与信息工程学 院教师 ，主要研 究方向 ： 集成 电路设 计与 验证 ，系统设计 ，数字信号处理 。
３ ７
参 考文 献 ：
［ １ 】 裴喜龙， 童莉． 基于 Ｐ Ｃ Ｉ 总线的高速数据采集卡系统设计与实现 ［ Ｊ 】 ＿ 北京 ： 微计算机信息， ２ ０ ０ ６ ： １ ． ５ ． ［ ２ ］ 王勉 ． 高效２ ０ １ ２ ， （ ０ ２ ） ： １ ０ ８ ． １ １ １ ．
＇
第３ ６卷 第 ５ 期
湖 南科 技 学 院 学报
Ｊ ｏ ｕ ｍａ ｌ ｏ ｆ Ｈｕ ｎ ａ ｎ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｅｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ
Ｖ． ０ ｌ － ３ ６ ＮＯ ． ５
集 系统 是监控 系统的核心部分 。本数据采集卡 就是用于解决如何采集 实时信息 ，跟换不 同数据接受模 块可 以完成不同信
息 的采 集 ，能有效降低设计成本 。
１ 硬 件整 体设 计 方案
本数据采集卡使用 Ｐ Ｃ Ｉ 接 口芯片与 Ｆ Ｐ Ｇ Ａ相结合 的方案，系统硬件 结构 图如 图 １所示。数据 采集卡只能处理数字信号 ，
些存储单元来缓存数据 ，既减少开发周期 ，又能减 少开 发成 本。数据采集到后 ，要传输给数据处理芯片 ，本设计采 用 Ｐ Ｃ Ｉ
总线协议 ，支持 ３ ２ 位／ ３ ３ ＭＨ ｚ ；本地端可编程实现 ８ 、１ ６ 、３ ２ 位数据 宽度， 传输速率最高可到 １ ３ ２ Ｍ 字节／ 秒 ，本地 总线 端时 钟最高可达 ５ ０ ＭＨ ｚ ， 支持复 用（ Ｊ 模式） 和 非复 用 ３ ２ 位地址／ 数据 （ ｃ模式） ，还直接主模式， 直接 从模 式和 Ｄ Ｍ Ａ 模式 。缓存到存 储单元 中的数据按 照 Ｐ Ｃ Ｉ 协议传输给主机 ，从而 完成数据 的采集 和传输 过程。数据采集卡包括模数转换模块、数据缓存模
多路信号采集显示系统设计与实现
多路信号采集显示系统设计与实现多路信号采集显示系统是指能够同时采集多个信号并将其显示出来的系统，多用于工业生产和监控领域。
其设计可以分为两部分：硬件设计和软件设计。
硬件设计：主要包括传感器、信号转换电路、数据采集卡、微控制器和显示屏幕等。
传感器负责将物理量转换成电信号，例如温度传感器、压力传感器和光传感器等。
信号转换电路可以将传感器产生的电信号放大并转换成可采集的电压信号。
数据采集卡是将转换后的信号数字化的核心设备，其能力决定了系统可以同时采集多少信号。
微控制器负责将采集到的数据进行处理和存储，并通过通信接口将数据传输给上位机。
显示屏幕可以显示采集到的数据，方便使用者进行实时监控。
软件设计：主要包括嵌入式系统设计、界面设计和数据处理等。
嵌入式系统设计是将系统功能模块化，并将其以一定的方式组成一个可靠且高效的系统。
界面设计是将采集到的数据通过图表和曲线等方式方便用户查看和分析。
数据处理包括数据分析、异常检测和报警等，当系统采集到的数据发生异常时，系统会及时报警并进行相应的处理。
1. 确定需求：明确系统需要采集哪些信号并显示，考虑系统的精确度、实时性等要求并制定总体方案。
2. 选型：根据需求选用合适的传感器、数据采集卡、微控制器和显示屏幕等设备。
3. 硬件搭建：将所选设备通过连接线连接，组成一个整体的系统。
4. 软件开发：设计嵌入式系统并编写程序实现数据采集、处理和显示功能。
5. 调试与测试：对系统进行调试，确保系统运行稳定且数据准确无误。
6. 优化：优化系统性能和稳定性，满足更高的精确度、实时性和大容量处理等要求。
总之，多路信号采集显示系统可以应用于工业自动化、环境监测、物流跟踪等领域，它可以提高人工采集数据的效率和精确度，减少工作负担，对于提高生产和管理效率有很大的帮助。
一种新型多路同步数据采集卡的设计与实现
一种新型多路同步数据采集卡的设计与实现
余丹;王庆
【期刊名称】《电力科学与工程》
【年(卷),期】2004(000)003
【摘要】介绍了一种用于故障录波的新型多路同步数据采集卡的原理和软硬件实现方法.该数据采集卡采用接受GPS触发方式,可实现24路信号的同步采样,采样速率为单通道最高为250 ksps,采样精度为16位.该装置可以通过基于FPGA的硬件在系统可编程技术根据录波对象的不同而方便地管理采样通道,PCI总线接口保证了其实时性和通用性.
【总页数】5页(P47-50,54)
【作者】余丹;王庆
【作者单位】武汉大学,电气工程学院,湖北,武汉,430072;武汉大学,电气工程学院,湖北,武汉,430072
【正文语种】中文
【中图分类】TP274+.2
【相关文献】
1.一种新型多接口E1数据采集卡的设计与实现 [J], 马忠孝;陈明;何鹏举;毋建宏
2.基于Spartan-6的多路网络数据采集卡设计与实现 [J], 田丹;李浩;鄢林;陈曦
3.一种基于PCI总线的多路数据采集卡 [J], 荣思远;景新幸;陈用昌
4.一种基于PCI总线的多路数据采集卡 [J], 荣思远;景新幸;陈用昌
5.一种多接口多通道的同步数据采集卡的设计与实现 [J], 郑晨曦;吴次南;蒋小菲
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多路信号采集显示系统设计与实现
多路信号采集显示系统设计与实现多路信号采集显示系统是一种用于采集、处理和显示多个信号的系统。
它可以广泛应用于工业控制、科学研究、医疗诊断等领域。
本文将介绍多路信号采集显示系统的设计与实现。
多路信号采集显示系统通常包括以下组成部分：传感器、信号调理电路、数据采集卡、显示器和控制器。
传感器是多路信号采集显示系统的输入设备，用于将被测量的信号转换为电信号。
不同的传感器适用于不同类型的信号，如光、电压、温度等。
传感器将信号转换为电信号后，需要进行进一步的处理。
信号调理电路是对传感器输出的电信号进行放大、滤波和放大的电路。
放大将使得信号幅度能够在合适的范围内进行处理，滤波则能够去除噪音和干扰，增加信号的质量。
数据采集卡是多路信号采集显示系统的核心部分，负责将经过信号调理电路处理后的电信号转换为数字信号，并将其传输到计算机中进行进一步处理和显示。
数据采集卡通常具有高精度和高速度的特点，能够同时采集和处理多个信号。
显示器是多路信号采集显示系统的输出设备，用于将采集到的信号以图像或数据的形式显示出来。
显示器通常具有高分辨率和高刷新率的特点，能够显示出高质量的图像和数据。
控制器是多路信号采集显示系统的控制设备，用于对数据采集和显示进行操作和控制。
控制器通常由软件和硬件两部分组成，通过用户界面和命令控制系统的运行。
在实际应用中，多路信号采集显示系统还可以进行数据存储和信号分析等操作。
数据存储可以将采集到的信号保存到计算机中，以备后续的分析和处理。
信号分析则可以对采集到的信号进行频谱分析、时间域分析等，以获取更多的相关信息。
多路信号采集显示系统是一种用于采集、处理和显示多个信号的系统。
它的设计与实现需要考虑传感器、信号调理电路、数据采集卡、显示器和控制器等多个组成部分的设计和集成。
通过合理的设计和实现，多路信号采集显示系统可以提供高质量和高效率的信号采集和显示功能，为各种应用领域提供有力的支持。
多路信号采集显示系统设计与实现
多路信号采集显示系统设计与实现一、系统概述多路信号采集显示系统是一种通过采集多路信号并将其显示在同一界面上的系统。
这种系统可以广泛应用于工业控制、实验室测量、医疗设备等领域，可以实时监测多种信号，方便用户快速了解系统的运行情况。
二、系统设计1. 系统架构多路信号采集显示系统的核心是信号采集卡和显示屏。
信号采集卡负责将各路信号传输到计算机，经过计算机处理后显示在显示屏上。
这种系统一般会配备多路扩展模块，可以扩展信号的采集数量，满足不同应用需求。
2. 硬件设计信号采集卡是系统的关键部件，其设计需要考虑信号的稳定性、精度和采集速度。
一般采用高精度的模数转换器（ADC）进行信号采集，以保证采集的准确性。
在设计时需要考虑多路信号的隔离和抗干扰能力，以保证各路信号采集的准确性和可靠性。
系统的软件设计主要包括数据采集、数据处理和数据显示三个部分。
在数据采集方面，需要编写驱动程序与信号采集卡进行数据交互，实现多路信号的同步采集。
数据处理部分需要对采集的原始数据进行滤波、放大、单位转换等处理，以便于显示和分析。
数据显示部分需要设计用户友好的界面，显示所采集的多路信号，并提供数据导出和保存的功能。
三、系统实现在系统实现过程中，需要注意以下几个关键问题：1. 硬件选型在选择信号采集卡和显示屏时需要考虑其性能和兼容性，保证其可以满足系统设计的要求，并且能够稳定可靠地运行。
2. 驱动程序开发信号采集卡的驱动程序是整个系统的核心部分，需要根据信号采集卡的规格和硬件接口进行开发，确保其可以正常运行并与计算机进行数据交互。
3. 数据处理算法对于不同的信号类型，可能需要编写不同的数据处理算法，以确保采集的数据准确可靠。
特别是对于一些需要实时监测的信号，如温度、压力等，需要注意处理算法的实时性和准确性。
4. 用户界面设计用户界面设计需要考虑用户的使用习惯和操作习惯，提供简洁清晰的界面，并提供数据导出、保存和打印的功能，以方便用户使用和分析采集的数据。
一种新型多板卡的多通道同步采集实现技术
0引言随着数字化信号处理技术的不断进步，对数字信号的处理已经成为当前大多数工程应用的基本方法。
由于模拟信号才是现实生活中的原始信号，为了工程研究实现的可能，需将模拟信号转换为数字信号才能在工程中处理，AD 转换作为模拟信号转换为数字信号的关键环节也成为工程中的重要研究对象[1]。
数据采样转换器的接口经历了从传统CMOS 接口到差分LVDS 接口的转变，由于CMOS 接口速率低限制了初期AD 采样的速率，差分LVDS 接口实现了较高数据速率的AD 采样，但是随着当今AD 转换器的快速发展，更高的采样速率和更高的通道密度已经成为新的需求，LVDS 接口针对此种情况已经显得有些乏力，为克服这个挑战，JESD204B 接口应运而生。
当前国际上雷达工作方式多种多样，其中阵列雷达对多通道间数据采样的同步性要求比较高，导致了多通道的数据采集成为当前数据采集研究的一条重要分支。
多通道AD 信号采集板相对单通道AD 信号转换板来说，除了要衡量AD 采样的有效位数、动态范围、最大采样率以及输入带宽等一些参数以外，还要衡量多通道间的幅度一致性和相位一致性。
本文描述了一种基于JESD204B 协议的多板卡的多通道同步采集技术的设计。
1设计指标本文设计了2块4通道信号采集板来验证多板卡的数据同步采集技术。
每块4通道信号采集板主要由高速AD 芯片和现场可编程逻辑器件FPGA 组成，其中AD 芯片将外部中频信号转换成数字信号后供给FPGA 内进行预处理，FPGA 再将预处理结果传输给下一级目标单元。
所设计的部分指标为：(1)信号采集通道数为4路；(2)信号采集带宽和中心频率分别为550MHz ~950作者简介院吴可(1984-)，男，工程师，硕士研究生，研究方向为高速数字信号处理。
一种新型多板卡的多通道同步采集实现技术A Design of Multi-Channel ADC System吴可(上海微波设备研究所,上海201802)Wu Ke (Shanghai Research Institute of Microwave Equipment,Shanghai 201802）摘要：该文描述了一种基于JESD204B 协议的多板卡的多通道AD 数据采集板设计，探讨了多通道AD 数据采集板设计时的同步采集技术，为基于JESD204B 协议的多板卡的多通道AD 数据采集板的设计提供了一个简单有效的方法。
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Abstract : This paper presents t he principle and t he realization met hod of a new multiplex channel synchronization data acquisi2 tion board which is used for fault wave2recording device. This da2 ta acquisition board is triggered by GPS , can achieve synchro2 sampling of 24 digital input . The rate of sampling can achieve 250ksps per channel , and t he precision of sampling is 16 bit . Moreover , t his data acquisition board can easily administer t he working met hod of sampling channels in accordance wit h t he dif2 ference of wave2recording objects by t he hardware ISP ( In Sys2 tem Programming) technology of FP GA. The PCI bus ensures its real2time and universal character. Key words : fault wave2recording device ; PCI Bus ; FP GA ; GPS ; synchro2sampling ; ISP
将采样数据交由 DSP ( 数字信号处理器 ) 芯片进行 故障判断 、数据转存和通信 , 使数据采集占用较少 的 DSP 资源 , 比较好地解决了提高多通道故障录波 装置采集速率的难点 。 研制的数据采集卡具有 24 通道 GPS 同步采样 , 单通道采样速率最高可达到 250 ksps , A/ D 转换精 度为 16 位 , 开关量为 32 路开入开出 , 通过在系统 编程改变 FP GA 的配置可方便地设置多路数据采集 工作方式以满足不同需要 , 符合 PCI 总线标准 , 可 广泛用于变电站 、发电厂等地方 。
1 Mbps 左右数据量的传输 。
中读出数字信号 , 或者等待 F IFO 中的数据溢出发 出中断请求 , 再由 PC 机响应中断读数据 , 避免了 多采或漏采现象 , 简化了调试工作 , 节约了数据转 换时间 , 也简化了硬件设计 。 11213 测频和 GPS 同步脉冲发生模块 测量电网频率时 , 首先对输入的交流信号整形 , 然后进入 FP GA 的频率计数器对其每周期高电平部 分高频计数 , 通过频率测量定时器固定每次方波的 测量时间 。频率测量定时器由 GPS 同步脉冲信号统 一复位 , DSP 通过读取频率计数器得到精确电网频 率 , 并以此为依据设定 ADC 启动信号产生定时器 。 另一方面 , 高稳晶振输出的振荡信号经整形电 平转换并经计数器分频后得到满足采样率要求的时 钟信号 ( 采样率可调) 。启动 ADC 的定时器每隔 1 s 被来自 GPS O行在 GPS 时间基准之上 , 定时器复位 后 , 重新从寄存器中读取分频系数 , 分频系数则来 自于频率测量模块的计数器 , 经 DSP 读取后每隔 1 s 刷新 1 次 [ 3 ] 。由于 10 M Hz 晶振的稳定度很高 , 1 s 期间的漂移不超过 100 ns , 因此当线路两端都配置 同样的同步电路后 , 两端得到的采样时钟信号即采 样脉冲将具有与两端 1 pps 之间同样高的同步精度 , 以这样的采样脉冲作为 A/ D 转换器的采样信号 , 即 可实现系统内所有录波装置的同步采样 。 113 PCI 接口电路 本系 统 采 用 TI 公 司 的 PCI2040 实 现 DSP 的 HPI 口与 PCI 总线的连接 , 不需要额外的控制逻辑 电路 , 接口电路简便 , 其逻辑结构如图 4 所示 。为 了将 HPI 控制标志和状态寄存器以及 HPI 控制空间 映射到 PC 机内存 , 上位机程序通过 32 位配置地址 端口 ( IO 地址 0x0cf8～0x0cf b) 和 32 位配置数据端 口 ( IO 地址 0x0cfc ～ 0x0cff ) 访问 PCI 寄存器 。配 置数据端口中存放着配置地址端口中的配置地址所 指向的内存的内容 。 标准 PCI 总线能够以 132 Mbps 的数据速率进行 突发性的通信。在本系统中 , 有可能使用多个 PCI 采 集卡 , 所有器件以分时复 用 方 式 工 作 , 所 以 连 续 的 传 输 速 度 实 际 低 于 1 3 2 M Hz , 但 完 全 能 保 证
块 、开入开出模块和测频模块等组成 。 11211 ADC 管理模块
图3 单片 ADS8346 和 FP GA 的连接图
Fig13 The connection of a single ADC and FP GA
№ 3 电力科学与工程
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11212 F IFO 模块 F IFO 是由 FP GA 内部的 EAB 模块实现的 , 容 量为 12 K 字节 。在由 ADC 管理模块选择设置的触 发方式进行 A/ D 转换后 , 将采集的数据存储在 F I2 FO 中 , 当完成所需要的信号采集后则直接从 F IFO
Design and Application of a New Multiplex Channel Synchronization Data Acquisition Board YU Dan , WAN G Qing
( Wuhan University , Wuhan 430072 , China)
111 DSP 及其外围电路的设计 TMS320VC6202 以其优异的高速处理性能和出
采用 1 个 ADC 控制模块控制 4 片 ADS8364 和 FP GA 内部 F IFO 接口 , 单个 ADS8364 芯片内集成 了 6 个独立的带采样保持的 ADC , 提供 6 个独立的 插分输入端口 , 每两个通道共用 1 个转换触发信号 , 3 个转换信号同时触发可实现 6 通道同步采样 , 单
ADC 管理模块 、F IFO 模块 、 GPS 同步脉冲发生模
通道 采 样 速 率 16 位 , 最 高 采 样 频 率 为 250 kHz , ADS8364 内部集成 6 × 16 bit 数据缓冲寄存器 , 通过 向 A0 , A1 , A2 写控制字方式可选择直接寻址模 式 、循环读数方式 、F IFO 方式 3 种方式读取单次模 数转换数据 。我们采用控制逻辑最简单的 F IFO 方 式 , 即让 A0 , A1 , A2 直接接高电平 , 同时 , 让所 有的转换信号共用同一个经 GPS 秒脉冲同步的启动 A/ D 信号 , 这样 24 个通道同时工作 , 待所有通道 均发出转换完毕中断低电平后 , ADC 管理模块通过 2 个 16 bit 缓冲器片对每个 ADC 的内部 F IFO 读取 6 次 , 数 据 按 顺 序 存 入 F IFO [ 2 ] 。图 3 为 单 片 ADS8346 和 FP GA 的连接图 。
图 2 FP GA 内部结构框图
Fig12 The inside structure of FP GA
色的对外接口能力很适合用于多通道高速数据采集 的 应 用 领 域, 该 装 置 所 选 用 的 型 号 为 TMS320VC6202 G JL - 250 , 指令周期为 4 ns , 内部 的存储器数据宽度为 32 bit , 芯片内部集成 128 kB 的片 内 数 据 RAM 和 256 kB 的 片 内 程 序 RAM 。 C6202 内部的四通道 DMA 协处理器可用于数据的 DMA 传输 。C6202 还具有一个 32 位宽的扩展总线 , 支持与异步外设 , 异步/ 同步 F IFO , PCI 桥以及外 部主控处理器等的接口 。该芯片的 EM IF 具有很强 的接口能力 , 其数据总线宽度为 32 bit , 可寻址空 间为 64 MB , 分为 4 个空间 CE02CE3 , 每个 CE 空 间彼此独立 。该系统采用了 1 片 1M ×32SDRAM , 1 片 1M ×16 位 FLASHROM 分别用来在算法运算 过程中对采样数据缓存和对故障数据存储 , 分别占 用 CE0 和 CE2 存储空间 , C6202 的 EM IF 提供了对 SBSRAM 和 FLASH 的直接支持 , 所以接口十分方 便[1 ] 。 112 FPGA 内部结构及外围电路 FP GA 内部电路框图如图 2 所 示 , 它 主 要 由
为了实现对 24 通道的瞬态故障信号的μs 级录 波 , 研究了一种基于 FP GA ( 现场可编程门阵列 ) 在系统可编程技术的数据采集卡实现多通道管理 、 高速数据采集以及高速存储的技术 , 保证了瞬态故 障信号的实时采集 。通过使用 FP GA 芯片对多块高 速多通道 A/ D 转换芯片的管理 , 采取了在数据采集 时在芯片内实现其采集和存储 , 提高了系统抗干 扰能力 ,利用在 FP GA内部实现高速 F IFO ( 先入先出)
№3 电力科学与工程 2004 EL ECTRIC POWER SCIENCE AND EN GIN EERIN G 文章编号 : 167220792 ( 2004) 0320047204
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一种新型多路同步数据采集卡的设计与实现
余 丹, 王 庆
( 武汉大学 电气工程学院 , 湖北 武汉 430072)
摘要 : 介绍了一种用于故障录波的新型多路同步数据采集卡 的原理和软硬件实现方法 。该数据采集卡采用接受 GPS 触 发方式 , 可实现 24 路信号的同步采样 , 采样速率为单通道 最高为 250 ksps , 采样精度为 16 位 。该装置可以通过基于
FP GA 的硬件在系统可编程技术根据录波对象的不同而方便