毕业设计-基于的fpga的数据采集控制系统设计

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1、无锡太湖学院学士学位论文基于的FPGA的数据采集控制系统设计摘要以ALTERA公司的FPGA芯片EP1C6T144C8为核心，采用A/D转换器件和D/A转换器件设计了一个基于FPGA的数据采集系统，并用状态机描述方式对系统进行了深入分析。系统通过软件设计输入、分析与综合、仿真与验证等过程仿真实现了这一系统。设计输入过程中用VHDL语言编程实现了对TLC5510的采样控制和D/A转换器的控制；分析与综合过程对设计文件进行排错处理，并且对系统耗用的资源进行统计；仿真与验证过程对设计的核心模块的功能和时序性质进行了仿真测试，用仿真波形分析说明设计结果满足设计要求。

2、关键词：数据采集系统；FPGA；采样控制系统1无锡太湖学院学士学位论文AbstractTheFPGAchipEP1C6T144C8ofALTERACompanywhichworkswiththeA/DandD/Aconversiondevicesasthecore.Adataacquisition,basedonFPGA,wasdesignedbyprogrammingwithQuartusIIsimulationsoftwareandthefunctionofvalidation.Thesystemwasanalyzeddeeplybyadoptingth

3、emethodofthestatemachine.Adataacquisitionstructurewasdesignedinthesystem,whichwasachievedbydesigninginputs,analysisandsynthesis,simulationandvalidationandsoon.Intheprocessofdesigninputs,thecontrolofsamplingtoTLC5510andD/AdiversionwereachievedbyprogrammingwithVHDLlanguage.Theprocess

4、ofanalysisandsynthesismisarrangedthedesignfiles.Italsomadeastatisticsofconsumedsourcesinthesystem.Thefunctionandtimingnatureofthedesignwastestedbysimulationinthesimulatingandverifyingprocessforvalidatingtheworkhere.KeyWords:DataAcquisitionSystem,FPGA,VHDL,SamplingControlSystem无锡太湖学

5、院学士学位论文目录第一章绪论11.1课题背景及依据11.2选题目的及意义2第二章系统的结构设计32.1概述32.2系统总体结构及原理32.2.1A/D转换模块42.2.2数据存储模块62.2.3D/A转换模块62.2.4FPGA控制模块7第三章FPGA对A/D和D/A转换控制软件设计93.1VHDL硬件描述语言基础93.1.1设计输入93.1.2程序结构说明103.2状态机设计113.2.1MOORE状态机设计123.2.2VHDL一般状态机设计123.2.3类型定义语句TYPE133.3用状态机设计A/D采样控制143.4用行为描述方式设计A/D采样控制1

6、63.5实用状态机的优势173.6D/A转换的控制18第四章QuartusⅡ仿真204.1设计输入204.2设计编译214.3设计综合224.4设计仿真254.5仿真结果及分析274.5.1状态机描述方式的时序仿真和功能仿真分析274.5.2行为描述方式时序仿真分析27第五章测试信号分析295.1正弦波的产生295.2正弦波发生器的特点31结论33致谢34参考文献35附录1状态机实现TLC5510采样控制程序36附录2行为描述方式实现TLC5510采样控制程序38附录3测试信号正弦波的产生程序39无锡太湖学院学士学位论文附录4D/A转换器控制程序45无锡太湖

7、学院学士学位论文第一章绪论现代电子设计技术的核心已日趋转向基于计算机的电子设计自动化技术，即EDA技。现代电子系统设计领域中的EDA是随着计算机辅助设计技术的提高和专用集成电路规模的扩大应用而生，并得到不断完善的。由于数字技术的发展，可编程专用集成电路，即CPLD/FPGA器件，目前得到广泛的应用，为电子系统的设计带来极大的灵活性。可编程专用集成电路可以通过软件编程对器件的硬件结构和工作方式进行重构，使得硬件的设计如同软件设计那样方便快捷。这一切可极大地改变传统的电子系统设计方法、设计过程乃至设计观念。甚至在ASIC器件设计过程中，利用EDA技术完成对软件仿

8、真之后，在投片之前，也可以先利用FPGA进行“硬件仿