基于FPGA的高速数据采集技术毕业设计论文

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1、南京理工大学毕业设计说明书(论文)作者:学号：学院(系):自动化学院专业:电气工程及其自动化题目:基于FPGA的高速数据采集技术2012年6月毕业设计说明书（论文）中文摘要随着计算机技术的突飞猛进以及移动通讯技术在日常生活中的不断深入，数据采集不断地向高速、智能化的方向发展。本文针对此需求，实现了一种基于FPGA的高速数据采集系统。该系统利用AD器件对信号进行模数转换，利用FPGA设计内部模块进行ADC的逻辑控制并实现数据缓存功能。本文首先介绍了高速数据采集技术的国内外发展现状，确定了系统总体方案，完成了FPGA与A/D的芯片选型；利用Protel完成了硬件电路原理图的设计，并使

2、用QuartusII完成了FPGA内部模块的设计，实现了时钟管理模块、数据采集控制模块和数据缓存模块。最后在RedCyclone开发板上完成了FPGA程序的下载测试，验证了程序的正确性。关键词FPGA高速数据采集A/D模数转换毕业设计说明书（论文）外文摘要TitleFPGABasedHigh-speedDataAcquisitionTechnologyAbstractAlongwiththedevelopmentofcomputertechnologybyleapsandboundsandmobilecommunicationstechnologyhasadvancedindai

3、lylife,dataacquisitiondevelopstohighspeed,intelligentcontinually.Accordingtotheneeds,thispaperdesignedahigh-speeddataacquisitionsystembasedonFPGA.ThesystemusedADdevicetorealizeA/Dconversion,usedFPGAtodesigninternalmodulesofADClogiccontrolandrealizedcircuitcontroldatacachefunction.Thispaperfir

4、stlyintroducedthedevelopmentofhigh-speeddataacquisitiontechnologyathomeandabroad,determinedthesystemoverallprogram,completedtheFPGAandADchipselection,finishedthedesignofthehardwarecircuitprinciplebyusingProtel,completedthedesignofFPGAinternalmodulebyusingQuartusII,realizedclockmanagementmodul

5、e,dataacquisitioncontrolmoduleanddatacachemodule.FinallyfinishedtheFPGAprogramdownloadtestontheRedCyclonedevelopmentboardtoverifythecorrectnessoftheprogram.KeywordsFPGAHigh-speedDataacquisitionADconverter本科毕业设计说明书（论文）第Ⅰ页共Ⅰ页目次1绪论11.1课题背景11.2高速数据采集的现状21.3课题研究任务及论文结构32系统总体设计方案42.1需求分析42.2系统实现方案4

6、2.3系统各模块芯片选型62.4本章小结83硬件电路设计93.1硬件电路设计工具介绍93.2硬件详细设计93.3本章小结144程序的设计与实现154.1FPGA设计与仿真工具154.2时钟管理模块的设计与实现184.4数据缓存模块的设计与实现254.5总体电路图274.6本章小结295FPGA下载测试305.1FPGA下载简介305.2测试结果与分析315.3本章小结36结论37致谢38参考文献391绪论1.1课题背景在工业生产和科学技术研究的各行业中，常常需要对各种数据进行采集，如液位、温度、压力、频率等信息的采集。在图像处理、瞬态信号检测、软件无线电等一些领域，更是要求高速度

7、、高精度、高实时性的数据采集技术[1]。数据采集系统的任务，就是将采集传感器输出的模拟信号进行处理并转换成计算机能识别的数字信号，由计算机进行相应的计算和处理来满足不同的需要，得出所需的数据。数据采集系统性能的好坏，是由它的精度和速度来决定的。在保证精度的前提下，应当用尽可能高的采样速度，这样才能满足实时采集、实时处理和实时控制对速度的要求[2]。在传统的数据采集系统中，A/D的控制和数据的转存均是通过CPU或者MCU来完成。在这种方式下，将A/D转换的结果读入，然后再转存到片外