基于fpga的多通道数据采集系统设计

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1、分类号：P274.2单位代码：10110学号：S20110294中北大学硕士学位论文基于FPGA的多通道数据采集系统设计硕士研究生杨炜新指导教师张志杰教授学科专业测试计量技术及仪器2014年5月日图书分类号P274.2密级非密UDC621.3硕士学位论文基于FPGA的多通道数据采集系统设计杨炜新指导教师（姓名、职称）张志杰教授申请学位级别工学硕士专业名称测试计量技术及仪器论文提交日期年月日论文答辩日期年月日学位授予日期年月日论文评阅人答辩委员会主席年月日原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在指导教师的

2、指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名：日期：关于学位论文使用权的说明本人完全了解中北大学有关保管、使用学位论文的规定，其中包括：①学校有权保管、并向有关部门送交学位论文的原件与复印件；②学校可以采用影印、缩印或其它复制手段复制并保存学位论文；③学校可允许学位论文被查阅或借阅；④学校可以学术交流为目的，复制赠送和交换学位论文；⑤学校可

3、以公布学位论文的全部或部分内容（保密学位论文在解密后遵守此规定）。签名：日期：导师签名：日期：中北大学学位论文基于FPGA的多通道数据采集系统设计摘要数据采集技术受到人们越来越多的关注，在国民生产、军工和航空航天领域发挥着越来越大的作用。火炮身管温度对火炮射击精度、弹药安全和身管寿命，有着直接的影响，火炮身管温度测试的需求越来越强烈。针对火炮身管温度测试，使用FPGA芯片XC3S500E作为控制器，设计了一个四通道数据采集系统，实现了无线控制、参数设置、数据的实时采集和传输等功能。采用模块化设计思想，将数字系统部

4、分划分为控制模块和数据处理模块；控制模块包括USB控制器、UART（异步串行通信）控制器、通信端口选择模块、指令控制模块、参数设置模块、DCM（数字时钟管理）模块和复位延时模块等子模块，完成了参数设置（四通道任意选择，采样频率1kHz、500Hz、250Hz和125Hz可选，放大倍数1倍、2倍、5倍和10倍可选等）、手动启动和停止数据采集、数据传输等功能；数据处理模块包括AD控制器、SDRAM控制器、数据编码模块等子模块，完成了12位精度数据采集、最大8M数据存储和读取等功能。通过实验，根据系统功能和性能指标，分

5、别完成了对通信、信号采集、多通道可选、数据的存储等功能的验证，系统可以稳定、可靠的工作。关键词：FPGA，数据采集，控制模块，数据处理模块中北大学学位论文DesignofmultichanneldataacquisitionsystembasedonFPGAAbstractDataacquisitiontechnologyhasattractedmoreandmoreattention,andplayinganincressinglyimportantroleinnationalproduction,milita

6、ryandaerospacefields.Thetemperatureofgunbarrelhasadirectimpactonfiringaccuracy,ammunitionsafetyandservicelifeofgunbarrel.Theneedofgunbarreltemperaturemeasurementismoreandmorestrongger.Accordingtothegunbarreltemperaturemeasurement,thepaperdesignsafourchannelda

7、taacquisitionsystem,whichusesFPGAchipofXC3S500Easthecontroller.Ithasthefunctionsofwirelesscontrol,parametersetting,realtimedataacquisitionandtransmission.Basedontheideaofmodulardesign,thedigitalsystemofthedataacquisitionsystemisdividedintothecontrolmoduleandd

8、ataprocessingmodule.ThecontrolmoduleiscombinedofUSBcontroller,UART(asynchronousserialcommunication)controller,communicationportselectionmodule,parametersettingmodule,DCM(digitalclockmanag