多通道高速数据采集系统的设计与实现.pdf

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1、2012钷仪表技术与传感器2012第11期InstrumentTechniqueandSensorNO．1l多通道高速数据采集系统的设计与实现邢磊，郑萍(西华大学电气信息学院，四川成都610039)摘要：为了解决多通道数据的高速采集问题，文中讨论了一种基于LabVIEW平台的USB多通道高速数据采集系统的设计方案。该系统采用了USB芯片CY7C68013和A／D转换芯片MAX1320并配合FPGA技术实现多通道数据的高速同步采集，同时基于LabVIEW开发平台采用多线程技术实现了对多通道采集数据的文件存储、显示和分析。经调试应用证明，该系统运行稳定，数据采

2、集可靠实时。关键词：USB；LabVIEW；FPGA；数据采集中图分类号：TN91文献标识码：A文章编号：1002—1841(2012)11—0116—03DesignandImplementationofMulti-channelandHigh·speedDataAcquisitionSystemXINGLei，ZHENGping(SchoolofElectricandInformationEngineeringofXiHuaUniversity，ChengDu610039，China)Abstract：Multi—channleandhigh—spee

3、ddataacquisitionsystemofUSBbasedOnLabVIEWwasdesignedtosolvethepracti—caldataacquisitionproblems．itwasmainlycomposedofCY7C68013，MAX1320andFPGAinthesystemtomeettheneedsofthemulti—channelandhighspeeddataacquisition．Besides，tostorethemulti—channeldata，todisplayandtoanalyzethedatawerea

4、—chievedwithmulti—threadmechanismOnthebasisofLabVlEW．Accordingtothepraticalapplications，Thesystemworkswellandtheacquisitiondataiscorrectandreliable．Keywords：USB；LabVIEW；FPGA；Dataacquisition0引言采用的USB接口芯片CY7C68013可将采集到的数据通过USB在工业测控以及电气设备监测等领域，常常要求对多种相总线传输到LabVIEW的上位机，实现了数据的高速传输；FPGA

5、关的瞬态信号进行同步记录，以便分析信号之问的相关信息得控制着A／D转换芯片和USB接口芯片，其和SRAM构成大容出正确及时的控制策略。但数据的高采集速率、高传输速率与量的FIFO保证了多通道数据的高速采集的准确性；LabVIEW多通道的同步采集往往是一个矛盾。基于ISA或PC1等内置是NI公司的虚拟仪器开发平台，和USB接1：I的交互需要借助式接口的高速数据采集系统价格昂贵，且由于有限的计算机资DLL调用WINDOWSAPI函数与USB驱动程序。源，限制了采集通道数量的扩充；基于串口、并口的采集系统，系统的工作过程如下：采集参数由上位机通过USB总线传不能

6、满足对瞬态信号高速同步采集的要求。并且在进行上位给USB主控芯片，USB主控芯片通过总线方式给FPGA发命机软件开发时，采用的VC或VB等文本编程语言，导致多通道令，FPGA控制AD转换器的时序进行数据的采集，同时利用数据采集系统的开发周期长、开发成本高等。为了设计一款高LabVIEW多线程技术实现对数据的文件存储以及实时显示和性价比的多通道高速数据采集系统，采用USB2．0接口芯片、八处理。通道并行A／D转换芯片并结合FPGA技术，实现了A／D转换、2系统的硬件设计USB接口的有效控制，保证了数据采集与数据存储的连续性；系统的硬件电路设计主要包括A／D转

7、换电路、USB接口电在LabVIEW平台运用多线程技术进行实时、高速的数据处理，路和FPGA电路的设计。较好地实现了对多通道数据高速同步采集。2．1A／D转换电路的设计1多通道高速数据采集系统的总体设计所设计的8通道高速数据同步采集系统，如图1所示。其数据采集系统的总体设计构成如图1所示。该系统由数每个采集通道均有自己的独立放大、滤波等信号调理电路，不据采集硬件和数据处理分析软件两部分构成，系统从硬件和软仅能减少通道间的相互干扰，提高每个通道系统精度，还可为件两个方面的协调设计保证了多通道数据高速同步采集。每个通道提供可调的量程。从图1可知，系统可同步采集

8、8路模拟信号，采用14位的多通道同步A／D转换芯片MAXI320集