| 毕业设计 内嵌CPU的FPGA数据采集存储电路设计，共35页，14498字，附程序清单。 摘 要 为了提高现有数据采集及检测系统的检测精度以及扩展系统的适用范围，使其适用快速和高精度的检测，需要通过减小采样时间间隔和空间间隔的方法，以获得更加完备信号信息。由此产生的海量数据会超出现有系统的处理能力，因此必须对现有系统加以改进。 FPGA (Field-Programmable Ga te Array现场可编程门阵列)是近年来广泛应用的超大规模、超高速的可编程逻辑器件，由于其具有高集成度(单片集成的系统门数达上千万门)、高速(200MHz以上)、在线系统可编程等优点，为数字系统的设计带来了突破性变革，大大推动了数字系统设计的单片化、自动化，缩短了单片数字系统的设计周期、提高了设计的灵活性和可靠性。在超高速信号处理和实时测控方面有非常广泛的应用[1]。 本设计以FPGA作为新型数据采集系统的控制核心，对基于FPGA的数据采集及存储系统进行了研究与设计，内容包括硬件设计和软件设计两部分。硬件设计包括多通道A/D数据采集电路、FPGA与数据存储的CF卡接口电路、FPGA与USB接口电路等。软件设计包括数据采集控制模块、数据处理模块和数据存储控制模块，实现多通道A/D数据采集控制、数据压缩、数据的硬盘存储控制等功能。基于FPGA的多通道A/D数据采集控制模块可以完成10个通道的数据采集，采集速度达到1M；数据存储模块，采用CF卡数据传输方式，实现检测数据无丢失存储到CF卡上。采用VHDL语言编写程序源代码。 关键词：FPGA；CF卡；USB；CPU 目 录 摘 要 I Abstract II 第1章 绪 论 1 1.1 课题背景及意义 1 1.2 基于FPGA数据采集卡的基本原理及国内外研究状况 1 1.2.1 FPGA技术的发展 2 1.2.2基于FPGA数据采集电路的基本原理 2 1.3基于FPGA的数据采集电路和其它数据采集方式的比较 3 1.4论文研究的主要工作及目标 4 1.4.1 主要任务 4 1.4.2 预期目标 4 第2章 内嵌式CPU的FPGA数据采集存储电路设计的总体方案 5 2.1系统设计要求及设计分析 5 2.1.1系统设计要求 5 2.1.2系统设计思路分析 5 2.2内嵌式CPU的FPGA数据采集存储电路方案设计 5 第3章 FPGA概述 7 3.1 FPGA基本原理 7 3.2 FPGA的特点 7 3.3 FPGA的开发流程 7 3.4 Max+plusII软件介绍 10 3.5 VHDL简介 11 第4章 内嵌式CPU的FPGA数据采集存储电路的硬件电路设计 12 4.1 A/D数据采集电路设计 12 4.1.1 A/D7655芯片介绍 12 4.1.2 A/D转换电路设计 13 4.2 CF卡及USB介绍 16 4.2.1 CF卡发展及功能优势 17 4.2.2 USB芯片PDIUSBD12介绍 18 4.3内嵌CPU的FPGA核心设计 19 4.3.1 FPGA芯片配置电路设计 19 4.3.2 FPGA芯片与USB接口电路设计 20 4.3.3 FPGA芯片与CF卡接口电路设计 22 第5章 软件设计部分 24 5.1 A/D转换模块VHDL实现 24 5.2 A/D控制模块代码 26 结 论 28 致 谢 29 参考文献 30 附 录 31 |
毕业设计 内嵌CPU的FPGA数据采集存储电路设计
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