基于FPGA和IEEE1394总线的高速数据采集系统的设计

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1、摘要摘要针对传统数据采集系统存在的便捷性差、速度慢、实时性差、可靠性低等弱点，利用目前较先进的FPGA和IEEEl394总线技术设计了高速数据采集系统，该系统具有便捷性好、速度快、实时性好、可靠性高等优点，为超高速数据采集系统的设计奠定了技术基础。随着人类进入信息时代，信息技术0T)特别是计算机技术得到了快速发展，在工农业生产、医疗和科研等领域，人们对数据采集、传输与处理的各项技术指标提出了更高的要求，如：采样率、分辨率、线性度、精度、输入范围、控制方法以及抗干扰能力等提出了越来越高的要求。我国利用高速的IEEEl394总线技术在这一领域的应用却相对落后，本课题就是出于这一目的而提出来

2、的。本课题包括系统硬件电路、控制程序、驱动程序和应用程序的设计以及控制程序的仿真。具体有信号调理电路(PGA模块)、A／D转换模块，串行可编程接口、双口RAM、FPGA、即插即用模块、FIFO存储器模块、电源模块、控制逻辑、时钟电路和配置电路等模块；对数据采集理论基础、IEEEl394总线技术、系统的硬件设计、控制程序的设计以及部分辅助电路作了详细的阐述。同时，利用了ALTERA公司的FPGA芯片所支持的仿真软件OuARn7SIl6．0对控制程序进行了仿真，验证了此设计的合理性；对系统的驱动程序和应用程序作了简述，并对系统存在的干扰作了分析，而且从硬件和软件两个方面进行了抗干扰设计，以

3、提高系统的可靠性和稳定性。最后对高速数据采集系统的发展作了展望。随着集成电路、网络技术、总线技术等的飞速发展，数据采集系统将向着小型化、便捷化、网络化等发展，将对国民经济的发展产生深远的影响。图[50】表【12】参【42】关键词：高速数据采集系统；可编程增益放大器fPOA)；A／DC；FPGAIEEEl394；WDM：VI-IDL；FSM分类号：TP274+．2安徽理工大学硕L论文AbstractOnpurposeoftheweaknessesofbadconvenience、lowspeed、badreattime、lowreliabilityandSOoninthetraditio

4、naldataacquisitionsystem，thetechnologyofnewlyadvancedFPGAandIEEEl394busisusedtodesignthehighspeeddataacquisitionsysteminthisthesis．whichownstheadvantagesofgoodconvenience、highspeed、goodrealtime、hi曲reliabilityandSOonandmakesteadfastbaseofsuperhighspeeddataacquisitionsystem．Withthehuman—beingsente

5、ringinformationera，especiallycomputertechnologyisswiftlydevelopedintheIT．Meanwhile，humanmakeshigherrequestsofdataacquisition、transmitanddealinthefieldsofagriculturalaswellasindustrialproduction、medicine、studyandSOforth．Moreover,ourcountryfallsbehindtheothersinthefieldofapplicationbyuseofhi曲IEEEl

6、394bustechnology,accordingly,thisthesisisputforwardaccordingtothisaim。Thesystemhardwarecircuit、controllingprocedure、drivingprocedure、applicationprocedureandthesimulationofcontrollingprocedurearedesignedinthisthesis。Concretely,signalmodificationcircuil佃GAmodule)、A／DCmodule、scriminterface、dualRAM、

7、FPGAinterface、PNPmodule、FIFOmemorymodule、powersupplymodule、controllinglogic、clockcircuitandtheothersarecontainedinthisthesis．Thebaseofdataacquisitiontheory、IEEE1394bus、systematicalhardware、controllingprocedureandaidedcircuit