基于fpga的数据采集系统

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1、西南交通大学本科毕业设计（论文）第页西南交通大学毕业设计（论文）USB数据采集系统年级:2008级学号:20082287姓名:张继鹏专业:通信工程指导老师:史燕二零一二年六月西南交通大学本科毕业设计（论文）第30页西南交通大学本科毕业设计（论文）第II页西南交通大学本科毕业设计（论文）第II页西南交通大学本科毕业设计（论文）第50页院系信息科学与技术专业通信工程年级2008级姓名张继鹏题目USB数据采集系统指导教师评语指导教师(签章)评阅人评语评阅人(签章)成绩答辩委员会主任(签章)年月日西南交通大学本科毕业设计（论文）第50页毕业设计（论文）任务书班级通信一班学生姓名张继

2、鹏学号20082287发题日期：年月日完成日期：月日题目USB数据采集系统1、本论文的目的、意义数据采集(DataAcquisition)是获取信息的基本手段，数据采集技术作为信息科学的一个重要分支，以传感器、信号测量与处理、微型计算机等技术为基础而形成的一门综合应用技术，具有很强的实用性。同时，在工业控制领域通常会有上、下位机系统，上位机与下位机间的通信问题显得非常重要。上位机与下位机的通信方式主要有并行通信和串行通信两种。而串行通信特别USB具有使用方便速度快等特点因此其应用广泛。本课题的目的是要设计一数据采集系统并通过USB传送给上位计算机系统。2、学生应完成的任务该

3、课题涉及用CPLD或单片机控制A/D对模拟信号进行采样然后以USB串行方式传送给计算机进行处理。其主要包括下位机的CPLD/单片机控制模块，A/D采集模块，TTL/RS-232或USB转换与发送模块和上位机的数据接收与显示模块等。硬件方面要求完成对系统的硬件设计、制作及调试。下位机软件可用VerilogHDL/C进行编程及调试，上位机可用Matlab或VB等进行编程。上位机要求完成对信号的实时显示，存储，回放等。技术要求：1.A/D并行采集，位数≥8BIT2.在上位机实时显示所采集的信号数值；3.在上位机实时显示所采集的信号的波形；4.信号的存储与回放5.上下位机采用串行通

4、信西南交通大学本科毕业设计（论文）第50页3、论文各部分内容及时间分配：（共16周）第一部分查阅资料，熟悉相关内容(2周)第二部分系统软硬件设计(2周)第三部分统软硬件编程与调试(5周)第四部分系统制作，调试与测试(3周)第五部分撰写论文(2周)评阅及答辩(2周)备注指导教师：年月日审批人：年月日西南交通大学本科毕业设计（论文）第50页摘要数据采集系统是现代社会发展必不可少的一项先进技术，对社会的发展起到了越来越重要的作用。本文主要介绍以CPLD（复杂可编程逻辑器件）作为控制器，利用USB2.0实现高速数据传输的数据采集系统。主要功能体现在A/D转换芯片采集到一输入端口模拟

5、电压的变化，在其内部实现模数转换，并将其传送给控制器；CPLD芯片接收A/D模块传送的数字信号，在其内部实现对信息的封装成帧并发送；CPLD核心模块是在QuartusII环境下，运用自顶向下的编程思想，采用VHDL语言实现对模拟信号的采集控制及数字信号的串行传输。上位机检测到下位机有数据发送时，将数据以文本、波形的方式实时准确的显示于上位机应用程序界面。该设计中，上位机界面程序运用VB语言设计，主要包括串行通信、图形绘制、文件保存等三大部分。最后对系统的软件及硬件进行了测试，结果表明，所有的设计符合要求。关键词：CPLD；USB2.0；VHDL；A/D；VB；数据采集西南交

6、通大学本科毕业设计（论文）第50页AbstractDataacquisitionsystemisanitemofadvancedtechnologywhichisessentialtothedevelopmentofmodernsocial,playingthemoreandmoreimportantroleinthedevelopmentofthesociety.ThispapermainlyintroducesthatbyusingCPLD(complexprogrammablelogicdevices)asacontrollerandUSB2.0tomakehighs

7、peeddatatransmissionofdataacquisitionsystemcometrue.Themainworkembodiesinthefollowingrespects.A/Dconversionchipcollectstheanalogvoltage’schangeinainputport,thenamodulusconversioninsideisavaliablemeanwhiletransferstothecontroller;CPLDchipreceivesA/Dmoduletransm