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MATLAB代做|数据采集的FPGA实现和测试
MATLAB代做|数据采集的FPGA实现和测试
产品说明:

2.1课题研究背景与研究意义

数据采集是指将模拟量采集转换成数字量后,再由计算机进行存储、处理、显示或打印的过程,相应的系统称为数据采集系统。随着科技进步,人们对数据采集的要求也越来越高,比如采样频率,分辨率等等。基于单片机的数据采集系统数据处理能力比较低,已经无法达到某些要求。科技的不断创新及半导体工业的发展使得我们将可编程逻辑器件的技术应用到数据采集系统的研究上。同时利用CPLD 强大的数字处理功能和高密集成的特点,降低了硬件的成本,简化了电路设计,具有很好的经济效益和社会效益。有此看出,数据采集系统日趋成熟,应用越来越广泛,发展前景是相当广阔的。

在计算机广泛应用的今天,数据采集的重要性是十分显著的。它是计算机与外部物理世界连接的桥梁。在工业,工程,生产车间等部门,尤其是在对信息实时性能要求较高或者恶劣的数据采集环境中更突出其应用的必要性。这就要求数据采集系统必须具备更高的采样频率,更高的分辨率,来提供更多的原始数据。以前的数据采集系统一般都是以单片机为核心的,随着数据采集要求的不断提高,单片机为核心的数据采集系统已经不能满足要求了。科技进一步发展,就出现了现在的高速数据采集系统,本课题我们将设计基于CPLD的数据采集系统。

2.2数据采集系统的特点

    数据采集系统具有如下主要特点:

  ·数据采集与数据处理相互结合的日益紧密,形成数据采集与处理系统,可实现从数据采集、处理到控制的全部工作。

  ·数据采集过程一般都具有“实时”特性,实时的标准是能满足实际需要。实时性是指基于计算机的工业数据采集系统应具有的能够在限定的时间内对外来事件做出反应的特性。工业控制计算机及监控管理软件具有时间驱动能力和事件驱动能力,即在按一定的时间周期内对所有事件进行巡检扫描的同时,可以随时响应事件的中断请求。

  ·随着电子技术的发展,电路集成度的提高,数据采集系统的体积越来越小,可靠性越来越高,甚至出现了单片数据采集系统。

  ·总线在数据采集系统中有着广泛的应用,总线技术它对数据采集系统结构的发展起着重要作用。

  ·数据采集系统的适应能力。无论是大规模的生产过程采集系统,还是普通的多路信号采集系统,都可以通过选取适当的智能模块设备来构成相应规模的系统,这样的系统实现易于扩展和维护。在计算机、数据采集和控制设备正常工作的情况下,如果电源供应正常、通信线路畅通以及设备状况良好时,系统可稳定可靠的长期运行。

三、数据采集系统的理论介绍

3.1 数据采集系统理论简介

当前的数据采集系统已有很多,而采用 CPLD 器件来完成高速 AD 芯片的控制和数据显示,使系统的速度成倍提高。传统的系统除了单片机外还有大量的中小规模集成电路,在高速,强电磁干扰等恶劣条件下,芯片的数量越多,受到干扰的可能性就越大,造成单片机频繁出现程序跑飞,系统复位。采用 CPLD器件可减少系统受干扰的几率,显著提高系统的可靠性。

        基于CPLD的数据采集系统一般由如下几个部分组成,信号输入部分、信号调理部分、数据采集部分、数据传输部分数据显示部分组成。从传感器过来的模拟量通过调理电路后再送入 AD 转换成数字量,采集到的数据再通过传输通道到CPLD芯片上进行数据处理,最后显示出采样结果。为了提高数据采集系统的性能,本文设计了基于 CPLD 的高速数据采集系统,与传统采集系统相比,采用高速的 CPLD 器件作为主控芯片,可轻易实现高速、低成本、易扩展、高可靠性的数据采集,代表了现代数据采集系统的发展趋势。



参考文献

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