基于cpld的数据采集系统设计与研究

《基于cpld的数据采集系统设计与研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、武汉科技大学硕士学位论文基于CPLD的数据采集系统设计与研究姓名：杜欢申请学位级别：硕士专业：控制理论与控制工程指导教师：郝国法20100504武汉科技大学硕士学位论文第1页摘要针对基于单片机的数据采集系统处理数据能力比较低的缺点，本文提出了一种基于CPLD的高速数据采集系统的设计方案。设计从数据采集速度和数据传输速度两个方面入手，在数据采集部分选用了高速的AD转换器，其控制电路以高速器件CPLD为主控芯片，改进了数据采集的速度；在数据传输部分，采用了高速的USB接口，大幅提高了数据传输的速度。此系统具有高速度、高精度、低成本和易扩展的特点，代表了现代数据采集系统的发

2、展趋势。本文在数据采集理论和前人研究的基础上，介绍了一种基于CPLD的高速数据采集系统，发挥了CPLD高性能、低功耗、低成本的优点，扩展了平台的通用接口。介绍了系统的基本电路、主要外围接口(USB接口、RS232接口、SPI接口等等)，并对相关硬件驱动的程序设计流程作了说明，结合AD转换子程序、串口通信程序等，实现了系统的编程。最后对本系统的实现作了分析。关键词：数据采集；CPLD；USBAbstractThedataacquisitionsystembasedonmcuhastheproblemaboutdataprocessingcapacity,thispape

3、rpresentsaCPLD—basedhigh—speeddataacquisitionsystemdesign，thisdesignfromthedataacquisitionspeedanddatatransferspeedoftwoaspectstosolvetheproblem，inthedataacquisitionmoduleweselectedhigh-speedADconverter,inthecontrolcircuitweusehigh。speedCPLDdevicesasthemainchiptoimprovethespeedofdataacq

4、uisition,inthedatatransmissionmodule，weadoptthehigh-speedUSBinterface，Substantiallyincreasethespeedofdatatransmission．Thissystemhashighspeed，highprecision,lowcostandeasyexpansioncharacteristics，representsamodemdataacquisitionsystemtrends．Inthispaper,wedescribesaCPLD-bascdhigh—speeddataa

5、cquisitionsystembasedondataacquisitiontheoryandthepreviousresearch．ThissystemhasgivenplaytoCPLDhighperformance,lOWconsumption，advantageofthelowcost,andhaveexpandedtheinterfaceincommonuseoftheplatform．Ithasanalyzedthecompositionprincipleofthesystemandmainperipheralinterface(USBinterface，

6、RS232interface,SPIinterface,etc．)．Theprogramabouthardwaredrivealsohasbeengive，providingADconversionsubprogram，seriescommunicationsubprogram，etc．Thistextanalysestotherealizationofthissystelllattheend．keywords：dataacquisition；CPLD；USB武汉科技大学硕士学位论文第l页第一章概述1．1数据采集系统介绍数据采集，是指从传感器和其它待测设备中获取对象信

7、息的过程。数据采集系统是结合基于计算机的测量软硬件产品来实现灵活的、用户自定义的测量系统，简称DAS。基于单片机的数据采集系统在一段时间内得到了广泛应用，随着科技技术的不断进步，人们对数据采集的各项技术指标如采样频率、分辨率、输入范围等也提出了更高的要求。一方面要求数据采集系统有低功耗，微型化的特点，一方面又要求其能够实时反映现场信号的数据变化。但单片机处理数据能力比较低，已经无法达到这些要求。于是基于DSP、FPGA等高端微处理器的数据采集系统开始发展，而随着半导体技术的飞速发展，现在的数据采集系统很容易就能实现低成本、低功耗、高可靠性的特点，各种