基于fpga的数据采集系统的设计与实现

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1、第19卷第1期电子设计工程2011年1月Vol.19No.1ElectronicDesignEngineeringJan.2011基于FPGA的数据采集系统的设计与实现123刘春雅，程旭，赵辉昌（1.陕西国防工业职业技术学院电子工程系，陕西西安710300；2.西安科技大学机械工程学院，陕西西安710054；3.西安电子科技大学电子工程学院，陕西西安710071）摘要：基于FPGA和USB2.0的技术方案，设计了一种高速化和集成化的数据采集系统。该系统是以Altera公司的FPGA芯片EP2C5T144为主控芯

2、片，以Cypress公司的EZ-USBFX2芯片为传输手段设计实现的。首先详细介绍了整体系统的框架结构和硬件接口电路，其次，在硬件平台完成的基础上采用VerilogHDL硬件描述语言设计完成了FPGA控制接口电路的代码，并设计完成了USB2.0的固件程序。最终通过软硬件系统联调完成了系统测试，该测试结果表明整个系统功能正确，能够完成一般情况下数据采集的任务需求。关键词：FPGA；USB2.0；数据采集；CY7C68013A；ModelSim中图分类号：TP335+.1；TP274+.2文献标识码：A文章编号：1

3、674－6236（2011）01-0051-04DesignandrealizationofdataacquisitionsystembasedonFPGALIUChun-ya1，CHENGXu2，ZHAOHui-chang3（1.Department.ofElectronicEngineering，ShaanxiGuofangInstituteofTechnology，Xi'an710300，China；2.Department.ofmechanicalengineering，Xi'anUniversityo

4、fScienceandTechnology，Xi'an710054，China；3.Department.ofElectronicEngineering，XiDianUniversity，Xi'an710071，China）Abstract:BasedonFPGAandtheUSB2.0technical，thispaperdesignedonekindofhighspeedandintegrateddataacquisitionsystem.ThissystemtookAlteraCorporation'sE

5、P2C5T144FPGAasthemastercontroller，andtookCypressCorporation'sEZ-USBFX2asthetransmissionmethod.Firstly，integratedsystem'sframeconstructionandthehardwareinterfacecircuitwereintroducedindetail.Secondly，basedontheimplementafhardwareplatform，interfacecodewasdesig

6、nedbyusingVerilogHDL，andUSB2.0firmwareprogramwasdesigned.Finally，thesystemtestwascompletedthroughsoftwareandhardwaresystem.Thistestresultindicatesthattheoverallsystemfunctioniscorrect，anditcanaccomplishthedataacquisitiondutyundercertaincircumstances.Keywords

7、:FPGA；USB2.0；dataacquisition；CY7C68013A；ModelSim随着嵌入式技术的飞速发展，对嵌入式系统的应用需求装过程高度自动化；3）支持多设备连接，USB接口支持多个不也呈现出不断增长的态势，因此，嵌入式技术也相应地取得同设备采用“级联”方式来连接外设。了重要的进展，系统设备不断向高速化、集成化、低功耗的方故为了将数据采集系统设计更加符合高速化和集成化向发展[1]。现场可编程门阵列FPGA经过近20年的发展，到的趋势，采用了FPGA和USB2.0组合的方案来进行。目前已成为实现

8、数字系统的主流平台之一。FPGA具有单片1数据采集系统的框架与硬件设计方案机和DSP无法比拟的优势，相对于单片机和DSP工作需要依靠其上运行的软件进行，FPGA全部的控制逻辑是由延时系统硬件设计部分中，在完成系统时钟源、电源等必要更小的硬件来完成的。电路的设计基础上，重点就是完成系统内各个部件的接口电通用串行总线（USB）是现代数据传输的发展趋势，是解路的设计，通过这部分的设计，基本的