基于FPGA多通道采集器设计开题报告

 2023-03-01 11:05:28

1. 研究目的与意义

1.1 研究的背景

数据采集技术是信息科学的一个重要组成部分,自微处理器问世以来,数据采集技术发生了飞跃性的发展,它的应用遍及国防军事、环境检测、资源能源、仿生医学、地质勘察、航空航天、自动控制等领域,同时在科研生产中也扮演着举足轻重的角色。测控就是测量和控制的一体化过程,实现生产过程的自动测量和控制的基础是为计算机提供必需的、足够的数据信息,只有测得准确,才能控的精确。

数据采集又称数据获取,在测量过程中,被测信号一般是温度、速度、浓度、压力磁场等非电量,通常需要使用各类传感器将这些非电量转换为电信号,经过相应的信号调理,以供采集设备进行采集。数据采集系统在获取到各类传感器输出的模拟电信号之后,将该电信号转为数字信号,然后由计算机对该数字信号进行数据计算、分析、传输、存储及显示。

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2. 研究内容与预期目标

2.1 研究内容

2.1.1 输入信号的选用

本文主要研究基于FPGA的多通道高精度数据采集系统的设计。用FPGA设计一个多通道采样控制器,利用Verilog HDL语言设计有限状态机来实现对AD7892的控制。由于FPGA器件的特性是可以实现高速工作,为此模拟信号选用音频信号。由于音频信号的频率是20Hz-20KHz,这样就对AD转换的速率有很高的要求.因为FPGA的功能很强大,所以我们把系统的许多功能都集成到FPGA器件中,这样就能使得整个系统的外围电路简单、系统的稳定性强。

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3. 研究方法与步骤

分析系统的设计要求,结合相关理论基础,整理出多通道数据采集器的总体设计方案,根据设计方案设计具体的电路模块。然后用QuartusⅡ对多通道采集系统的FPGA数字逻辑进行设计,根据各电路模块的工作要求设计相应的控制模块,并对其功能进行仿真和调试。再对整体模块进行系统联调,完善各个模块之间的时序要求,提高系统数字逻辑的运行效率。最后在VisualStudio开发环境中,使用C 语言设计开发数据采集卡的驱动程序;使用Labview软件设计。上位机运行程序,并对系统整体功能进行测试。

主要模块功能阐述:

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4. 参考文献

[1]李令文.高速数据采集分析系统在连铸机振动台的应用[J].甘肃冶金,2019(10):98-102.

[2]刘超.基于STM32的轴承振动测试仪的数据采集系统开发[J].机床与液压,2014(4);127-129.

[3]殷铭.一种振动数据采集装置的设计[D].江苏:苏州工业职业技术学院,2018:72-78.

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5. 工作计划

(1)2月19日-3月1日:搜集资料,熟悉大致内容,毕业设方案规划。

(2)3月2日-3月20日:整理好资料汇总,撰写开题报告。

(3)3月21日-4月30日:完成具体模块,毕设设计初步完成。

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