基于fpga的数据采集系统设计

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1、基于FPGA的多路数据采集系统设计目录1绪论11.1设计的背景及意义11.2国内外的研究现状21.3设计的内容与论文结构31.3.1设计的内容31.3.2论文结构32系统框架设计42.1设计方案42.1.1计算机端软件选择42.1.2系统开发软件选择52.2系统硬件结构62.3系统软件结构73系统的硬件设计73.1数据采集电路73.1.1CycloneII系列芯片73.1.2输入电路83.1.3ADS782293.1.2多路模拟开关CD4051123.2显示电路143.2.174LS138143.2.274HC245153

2、.2.3七段数码管163.2.4显示电路17基于FPGA的多路数据采集系统设计3.3串行口通信电路183.3.1MAX3232概述183.3.2RS-232发送器193.3.3电容选择193.3.4电源去耦194系统软件设计204.1程序流程图204.1.1时钟分频程序流程图204.1.2A/D转换程序流程图214.2程序模块224.2.1时钟产生模块224.2.2A/D子程序模块244.2.3通信子程序模块264.2.4显示程序275系统测试295.1数据采集系统调试295.2显示系统调试305.3通信系统调试305.4

3、数据采集系统整体测试316结论与展望33谢辞34参考文献35附录136附录242基于FPGA的多路数据采集系统设计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(CycloneII)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。ADS7822转换输出的12位数字信号在FPGA内经过处理以后被传送到显示设备以及RS232串行口，最后通过RS232

4、总线接口把暂存在FPGA的数据传送到PC主机，系统在QuartusII软件环境下，将满足系统功能的VHDL程序下载到FPGA内，FPGA设计的内部模块和时钟信号用来进行电路的控制及数据缓存和数据传送。在PC主机上，利用Labview软件编程显示采集到的电压曲线和电压值。FPGA作为数据采集系统的核心部件，完成了模拟电压的采集及内部电路的设计，使系统具有较强的可适应性、可扩展性、可调试性。关键词：FPGA；数据采集；A/D转换；RS232；QuartusII；Labview基于FPGA的多路数据采集系统设计AbstractT

5、hedataacquisitionisanimportantcomponentofthesignalandinformationsystems,andalsoisthekeylinkofthedigitalsignalprocessing,ThispaperintroducesanFPGA-baseddataacquisitionsystem,proposeaserialA/DconversionchipADS7822andlow-costFPGA(CycloneII)andRS232businterfacefordata

6、acquisitionsystem.ThesystemusesA/Ddeviceconvertingtheexternalinputanalogvoltagesignaltothedigital.ADS7822conversionoutput12-bitdigitalsignaltransmittedtotheRS232serialportprocessedwithintheFPGA,transmitdatawhichistemporarilystoredintheFPGAtothehostPCthroughtheRS23

7、2businterface,thesystemintheQuartusIIsoftwareenvironment,VHDLprogramtomeetthesystemfunctionsdownloadedtotheFPGA,theFPGAdesignofinternalmodulesandtheclocksignalisusedforcircuitcontrolanddatacacheanddatatransfer.usingLabviewprogrammingdisplaythecollectedvoltagecurve

8、andvoltagevaluesonthehostPC.FPGAasthecorecomponentofthedataacquisitionsystem,hascompletedtheacquisitionoftheanalogvoltageandinternalcircuitrydesign,thes