基于嵌入式的高速数据采集系统的设计

湖南涉外经济学院信息科学与工程学院 欧阳娣

基于嵌入式的高速数据采集系统的设计

湖南涉外经济学院信息科学与工程学院 欧阳娣

本文设计了一种基于嵌入式高精度高速数据采集模块，利用高速多路模拟开关选择8路模拟信号输入，实现程序控制采集任意1路或者轮流采集1～8路信号。论文介绍了系统设计的总体方案及详细的软硬件设计。

高精度；数据采集；USB总线

1.引言

数据采集在现代工业生产及科学研究中的重要地位日益突出，并且对实时高速数据采集的要求也不断提高。在信号测量、图像处理、音频信号处理等一些高速、高精度的测量中，都需要进行高速数据采集。基于计算机和嵌入式的分布式数据采集系统架构以其开发成本低、开放性、运算能力、通讯能力强、易于使用，逐渐成为设计应用的主流[1]，而目前在微机系统中，外设与CPU的连接存在接口标准各自独立、互不兼容、无法共享的问题，并且安装、配置亦很麻烦，而通用串行总线(USB)的优良特性对此提供了极佳的解决方案[1]。

图1 系统硬件框图

图2 信号调理电路图

图3 主程序流程图

2.系统硬件设计

如图1，系统的工作方式为，模拟信号输入部分实现采样多路信号的选择，同时对输入的模拟信号进行调理后送入A/D采样，而利用FPGA作为逻辑控制器实现系统内器件逻辑控制信号的产生，并且控制A/D的采样频率。在FPGA内部配置双口RAM实现数据缓冲。嵌入式处理器负责读取数据，并通过USB总线传输到计算机，嵌入式处理器还负责整个系统的协调工作[2]。……