专业技能考核培训设计报告

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1、专业技能考核培训设计报告姓名：—学号：专业:设计题目：基于PC、MCU和FPGA的远程数据采集系统设计专题：专业技能考核指导教师：2011年5月专业技能考核培训设计任务书专业年级学号学生姓名任务下达日期：2011年5月23日设计日期：2011年5月23日至2011年6月10日设计题目:基于PC、MCU和FPGA的远程数据采集系统设计设计专题题目：专业技能考核设计主要内容和要求：利用上位计算机、单片机、可编程逻辑器件和ADC器件构成一个远程数据釆集系统，系统具备远程/就地两种控制模式，具有8通道循环采集和指定通道采集两种数据采集方式。具体要求如下：1、FPGA硬件电

2、路和AHDL控制软件设计电路具备控制ADC0809的采集功能，具备6位数码管动态扫描功能，具备8位按键输入功能，具备和单片机信号交换功能。2、单片机硬件电路和监控软件设计电路具备和FPGA交换信息，以及和上位机算计进行RS232的通讯功能，能将上位机发出的控制指令下达到FPGA中，并将采集的数据传送到上位计算机中。单片机程序要求用C51编制。3、上位机算计软件设计利用VB或VC程序编制上位计算机控制程序，实现远程数据采集功能并实时显示采集的数据和通道号。指导教师签字:摘要在数字技术飞速发展的今天，将各种模拟信号转化为数字信号并进行相应的处理不仅可以提高系统性能述可

3、以充分利用数字信号的各种处理算法来提高系统的灵活性和可靠性。随着单片机的运算速度的提高，在一些由单片机构成的较小系统中对信号进行实时处理已经成为可能，并口越来越受到人们的重视。这就要求作为最底层的数据采集系统既要具有很高的采样速率.又要能提供更丰富的原始数据信息。系统经常需耍采集各种模拟量信号、数字量信号，并对它们进行相应的处理。本文介绍一种基于EP1K30TC144-3的FPGA和89S52单片机的一种电压测量电路。基木内容包括单片机最小系统、键盘和LED显示电路,以及设计系统涉及的其他电路。系统硬件电路由标准电路和自制电路两部分组成。标准电路包括单片机最小系统

4、、6个LED数码管电路和键盘电路以及FPGA系统，这部分电路已制成电路板，自制电路自行设计焊接，包含标准电路不具备的其他电路。FPGA数据采集板接受指令后进行现场数据采集，并通过串行通信将数据发送到PC机，在通信过程中完全遵守RS-232协议，具有较强的通用性和推广价值。然后本文重点介绍了该采集系统的硬件设计原理和软件设计框架，实现微机数据采集系统的软件和硬件设计方法。系统软件根据设计任务自行独立编制并进行调试。最终实现利用上位机远程控制系统进行数据采集功能并实时显示采集的数据和通道号。关键字：数据采集；FPGARS-232:TCP/IP:电压采集；循环采集。第1

5、章概述1第1.1节设计流程说明1第1.2节设计思想1121设计思路11.2.2方案论证及比较2第2章硬件电路设计3第21节电路模块32.1.1FPGA硬件电路32.1.2串行通讯8第22节系统结构原理92.2.1原理说明10第3章软件设计10第3.1节程序框图103.1.1主程序框图103.1.2就地操作JDCZ程序框图113.1.3数据采集SJCJ程序框图123.1.4结果转换JGZH子程序框图133.1.5定时屮断程序框图143.1.6通讯中断程序框图15第3.2节程序代码163.2.1单片机程序163.2.2FPGA程序18第4章系统调试23第4.1节硬件部

6、分23第4.2节软件部分24第5章总结24参考文献25附录一：26附录二：28附录三：CPLD结构图30附录三CPU）结构图：28第1章概述第节设计流程说明在对远程数据采集装置进行设计时，其设计分为硬件设计与软件设计两部分，具体的设计流程如图：第1・2节设计思想121设计思路要设计一个远程数据采集系统，可以利用上位计算机、单片机、可编程逻辑器件和ADC器件构成，使系统具备远程/就地两种控制模式，具有8通道循环采集和指定通道采集两种数据采集方式。主要电路模式有FPGA硬件电路、单片机硬件电路、A/D转换电路、译码显示电路以及设计系统涉及的其他电路。设计中采用了模数转

7、换器，利用AD0809型8位MOS型A/D转换器,可实现8路模拟信号的分时采集，片内有8路模拟选通开关，以及相应的通道地址锁存用译码电路，实现模拟信号到数字信号的转换。控制部分采用单片机89C52来完成。显示部分利用LED数码管显示模块，来显示采集到的数据。FPGA硬件电路具备控制AD0809的采集功能，具备6位数码管动态扫描功能，具备8位按键输入功能，具备和单片机信号交换功能。单片机硬件电路具备和FPGA交换信息，以及和上位机算计进行RS232的通讯功能，能将上位机发出的控制指令下达到FPGA中，并将采集的数据传送到上位计算机中。上位机利用VB或VC程序编制上位

8、机计算机控