基于fpga技术的高速数据采集系统的设计与实现

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1、天津工业大学硕士学位论文基于FPGA技术的高速数据采集系统的设计与实现姓名：杨泉申请学位级别：硕士专业：信号与信息处理指导教师：王炜20081201摘要本文以FPGA作为控制核心，利用高速A／D电路设计一数据采集系统，系统采集的数据经由USB接口传送到计算机进行显示和分析。系统特点为采样速率高，对采集数据实施实时低通滤波，采集的数据先存储在系统的SRAM中，然后上传到计算机。整个采集与上传过程由计算机上的软件控制。采用Cypress公司的EZ．USBFX2LP系列芯片作为USB的接口控制芯片，EZ．USB通过自定义

2、的控制传输来传送由计算机发送到FPGA的控制信号和FPGA发送到计算机的状态信号，通过被动FIFO模式传送由FPGA发送到计算机的数据信号。FPGA主要实现对AfD芯片、SRAM芯片和EZ．USB芯片的控制，并接收EZ．USB发来的控制信号，回送EZ．USB状态信号。FPGA还负责对采集的信号进行实时低通滤波，该功能通过IP核FIRCOMPILER来实现。论文主要介绍了系统组成芯片的功能和特性，以及USB的工作原理，对系统电路进行了设计，实现了FPGA内部的控制电路，编写了USB接口芯片EZ．USB的固件程序和计算

3、机软件，最后，对采集的数据进行显示和FFT分析，得到较为理想的实验结果。关键词：高速数据采集：FPGA；USB：EZ．USBAbStractThethesisusesahigh·speed～DcircuittodesigndataacquisionsystemwhichiscenteredbyaFPGAchip，andthedatacollectedcanbetransmittedtothePCthroughtheUSBinterfacefordisplayingandanalysing．nesystemcanSa

4、xnplethesignalattherateof40MSPS，andaddsthefunctionofLPF．ThecollecteddataarestoredintheSRAMofthesystemfirstandthentransmittedtothePC．ThewholeprocessofthedataacquisitionanduploadingiscontrolledbythesoftwareonthePC．TheUSBcontrolchipusedinthethesisisoftheEZ—USBFX2

5、LPseriesofCypressCompany．TheEZ-USBchiptransfersthecontrolsignalswhichthePCsendstotheFPGAandthestatussignalswhichtheFPGAsendstothePCthroughthecontroltransfer,andtransfersthedatasignalfromtheFPGAtothePCintheslaveFIFOmode．ThefunctionoftheFPGAiscontrollingtheA／Dch

6、ip，SRAMchipandEZ—USBchip，receivingthecontrolsignalsfromtheEZ·USBandsendingthestatussignalstotheEZ-USB．TheFPGAalsodoesreal—timeprocessofth．ecollecteddatabytheLPFwhichiSanIPcorgcalledFIRCOMPILER．Thethesisintroducesfunctionandfeatureofthechipsinthesystemandthepro

7、tocoloftheUSB．Italsodesignstheckcuitofthesystem，realizedthecontrolcircuitintheFPGA，andwritestllefirmwareoftheEZ．USBandthesottwareofthePC．Finally,thecollecteddataaredisplayedandanylisedinFF正andtheexperimentresultiSideal．Keywords：high··speeddataacquitision；FPGA；

8、USB；EZ·USB独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得丞洼王业太堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：—勿签字日