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基于CPLD的数据采集系统
段广云
【期刊名称】《仪表技术与传感器》
【年(卷),期】2008(000)006
【摘要】介绍了一种基于CPLD的高速数据采集系统的设计方法,给出了数据采集系统的硬件电路原理和主要的控制程序设计.在描述AD976模数转换器特性及转换时序的基础上,完成了放大器与ADC的连接及其各自的外围电路设计.通过编程实现CPLD控制A/D转换器从模拟量到数字量的转换.介绍了CAMAC(计算机自动测量和控制)标准总线的常用指令并完成了总线接口电路的设计.实现了以CPLD为核心的数据采集系统.实验结果表明:该设计能够满足系统要求.
【总页数】4页(P73-75,78)
【作者】段广云
【作者单位】青海大学机械系,青海西宁,810016
【正文语种】中文
【中图分类】TP273
【相关文献】
1.基于DSP和CPLD的有源滤波器数据采集系统设计 [J], 李鹏;李树广
2.基于CPLD的光伏数据采集系统的设计 [J], 卞楠;马聪
3.基于CPLD的PCI数据采集系统设计 [J], 芦荣
4.基于CPLD的多通道高速数据采集系统的设计与实现 [J], 卢胜男;陈光;张凤磊;
马建刚;白文博
5.基于CPLD和AD9240的数据采集系统 [J], 张小禄; 李海蓉; 丁毅; 王鹏
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基于cpld的高速数据采集系统丁炜（河北省秦皇岛市职业技术学校，河北秦皇岛 066209）摘要：在超声波探伤中，超声波频率很高。
指出了超声波探伤面临的主要问题，提出了应用单片机加CPLD的结构，进行高速采样，并通过特殊算法，将采集数据进行存储的解决方案。
关键词：单片机；CPLD；高速数据；采集；存储在数据采集系统中，数据的高速采集及数据的存储一直是困扰科研人员的一个问题。
科研人员面临如何准确采集高速数据、如何存储数据等诸多问题。
利用超声波探伤就是高速数据采集及存储的一个典型实例。
1 超声波探伤面临的主要问题1.1 采样系统的设计难度众所周知，超声波的频率在20kHz以上。
超声波本身频率很高，这样对数据采集的速度要求很高。
应用超声波探伤，对超声波频率的要求更高，为能够远距离探伤，甚至要求超声波的频率达到几兆赫兹。
这样，我们就需要更高的采样频率进行采样。
这给设计采样系统带来了极大的难度。
1.2 高速数据采集所得庞大的数据如何处理在高速数据采集系统中，不但要面临高速采样问题，而且对高速数据采集所得到的庞大数据的处理是设计师面临的更大难题。
目前比较先进的单片机的时钟频率也就达到几十兆Hz，而真正的指令周期最高也就能达到10MHz左右。
处理数据不是几条指令可以完成的。
这样带来的直接后果就是单片机的速度无法满足高速数据的处理。
1.3 处理后的数据如何进行实时存储数据存储器分为掉电保持数据和掉电丢失数据两种存储器。
掉电保持存储器速度较慢，无法满足高速存储问题。
掉电丢失的存储器，虽然存储数据很快，但是无法保持数据，这样采集的数据在系统断电后就会丢失。
而从现场情况来看，超声波探伤设备需要能够长时间存储探伤数据，以供日后校对。
这样，就要求探伤设备不但能够高速存储数据，还要求数据能够在一起掉电后长久保持数据。
2 超声波探伤技术的解决方案2.1 结构图为解决以上问题，提出如下结构图：作者简介：丁炜（1980），男，学历：本科，职称：中教二级，职务：教师，研究方向：单片机应用。
基于CPLD的高速数据采集系统的实现
液压系统具有结构轻小、传动比大、运行平稳、易于实现无级调速和自动化等优点，已被广泛应用于工业生产的各个领域。
但液压传动系统（特
别是大型液压系统）也存在一些缺点。
主要是结构复杂、其内部状态难以检测，给液压系统的状态监测和日常维护带来一定的困难。
因此如何提取系统
的特征信号。
有效地对液压系统进行状态监测，及时发现故障和隐患，有着
十分重要的工程意义。
目前国内专门针对液压系统的数据采集产品比较少，而且存在诸如采集参数选择不当或不够、采集速率偏低、未能准确反映液压系统的工作状况、接口不利于安装或传输速度太慢等问题。
本文设计了一种基于CPLD（复杂
可编程逻辑器件）+FX2（单片机CY7C68013）的便携式高速数据采集系统，采用了数据流驱动多模块并行技术和USB2.0接口。
实践证明，该方案结构
简单，成本低廉，实时同步采集和传输速度相当于DSP系列的数据采集产品。
1 设计思路
数据采集包括采集量到电参量的转换、信号调理、模/数转换、数据。
基于CPLD的高速数据采集系统的设计与实现摘要：高速数据采集系统在信息科学的各个领域中应用越来越广泛，而基于单片机、ARM的数据采集技术已经很成熟，在对速度要求越来越苛刻的当代社会，这些技术已经显得有些力不从心，我们必须开发新的更高速的数据采集系统才能跟上信息产业发展的脚步，而随着可编程逻辑器件这些年来的迅猛发展，它以其极高的集成度，稳定的性能以及高速、易用的特点，在信息科学的各个领域都得到了广泛的应用，本文提出了一种基于CPLD的高速数据采集系统的设计方法。
关键词：基于CPLD；高速数据；采集系统；设计与实现1、前言数据采集技术是数字系统的重要部分，它与传感器技术、信号处理技术、计算机技术一起构成了现代检测技术的基础。
目前数据采集系统已经被广泛的应用。
在很多实际应用中，传统的采集系统已经不能满足采集要求，需要采样速度很高的甚至是超高采集系统。
本文提出了一种基于CPLD的高速数据采集系统的设计方法。
通过CPLD控制数据连续采集、缓冲，然后通过MCU（C8051F430）读取缓存在SRAM中数据，并且通过USB2.0将缓冲区数据转移到硬盘管理卡，由硬盘管理卡将数据存入海量硬盘。
再利用PC机的强大数据处理功能，MicrosoftVisualC++6.0的MFC类库，设计出一套集数据采集、处理和分析的高速数据采集的可视化系统。
2、系统结构设计本文设计的高速数据采集系统主要由数据采集、数据显示处理和数据传输接口三部分组成。
数据采集系统要解决的问题主要是数据的采集和传输问题。
为了增强设计的灵活性和可扩展性，系统采用CPLD来实现对AD转换器、数据缓存器SRAM、时钟、数据传输的控制逻辑。
系统功能框图如图1。
图1如上图所示，数据采集方案采用的是：带USB2.0控制器的高速单片机+USB传输的方式，目前有一款非常好的自带USB2.0控制器，并且具有51内核的高效率单片机C8051F340，这款单片机的执行速度可达到25MHz，且不用分频，故选用它可高速传输数据到PC机的同时，还可以对RAM进行读取控制。
基于CPLD的大功率高精度伺服系统位置信息实时采集系统设计与实现∗虞志源;鲁文其;徐讯;袁嫣红;张建亚;胡东轩【摘要】阐述了旋转变压器的工作原理，设计了两套位置信息采集方案。
一种方案在CPLD、DSP、解码芯片之间采用独立总线的方式连接，实时地更新位置信息；另一种方案则是在CPLD、DSP、解码芯片之间采用共用总线的方式，只在需要时读取位置信息。
给出了两种方案的硬件平台、设计思路和软件流程图，在原理上对其进行了相应的分析，并基于此进行了位置信息读取的试验测试。
根据试验测试结果得知，两种方案都能准确读取位置信息，精度较高，较适合大功率高精度驱动的场合应用，且共用总线方案相比独立总线方案响应速度更快。
%Two sets of position detection scheme were designed. One connects CPLD, DSP and decoding chip with the method of independent bus. It could real-time update location information. The other connects CPLD, DSP and decoding chip with the method of shared bus. It only read location information when it need. Both schemes’ hardware platform, design thought, software flow diagram were proposed. Its principle was analyzed. The position information was detected based on these two schemes. According to these experiments, these two solutions all could read location information accurately with high precision, and be used in high power driving situations. Comparing with independent bus solution, Reuse bus solution had the faster response speed.【期刊名称】《电机与控制应用》【年(卷),期】2015(000)005【总页数】6页(P11-16)【关键词】交流伺服系统;旋转变压器;位置检测;大功率;高精度【作者】虞志源;鲁文其;徐讯;袁嫣红;张建亚;胡东轩【作者单位】浙江理工大学，浙江杭州 310018;浙江理工大学，浙江杭州310018; 浙江大学，浙江杭州 310018;浙江卧龙控股集团有限公司，浙江杭州310000;浙江理工大学，浙江杭州 310018;浙江理工大学，浙江杭州 310018;浙江理工大学，浙江杭州 310018【正文语种】中文【中图分类】TM921.54+1伺服系统因其稳定性好、高速、精度高等优点得到广泛运用，其运用场合主要在工业及民用领域，包括高精度数控机床、纺织机械、机器人等场合。
2009年 第2期仪表技术与传感器Instrum ent T echn i que and Sensor 2009 N o 2收稿日期:2008-01-08 修回日期:2008-11-20基于CPLD 和USB2.0的线阵CCD 数据采集系统及应用周 黎,张 健,吴丽莹(哈尔滨工业大学超精密光电仪器工程研究所,黑龙江哈尔滨 150001)摘要:线阵CCD 具有检测精度高,传感范围大,信号传输速度快等优点,在特定的应用领域中有面阵CCD 不可比拟的优势。
文中采用复杂可编程逻辑器件CPLD 和U SB2.0接口技术,实现了线阵CCD 的高速驱动和每秒100帧的数据直接传输,在VC ++平台上编写了数据显示和存储软件。
系统已应用于一维液晶光学相阵列光束偏转性能测试中。
关键词:线阵CCD 驱动;CPLD;U SB2.0;光束偏转中图分类号:TN386 5 文献标识码:B 文章编号:1002-1841(2009)02-0083-04L i near CCD Data A cquisition Syste m andAppli cati on Based on CPLD and USB2.0ZHOU L ,i ZHANG Jian ,W U L i y i ng(In stitute of U ltra p rec isi on Op toelectron i c I n strum en t Engineering ,H arb i n I n stitu te of T echnology ,H arb in 150001,Ch i na)Abstract :L i near CCD has the advantages such as high accuracy ,w i de sensing range and h i gh speed signa l trans m i ssi on ,that is super i o r to t he p lanar array CCD i n certa i n appli cations .T h i s paper d i scussed the high speed li near CCD driv i ng and data acqui siti on syste m based on CPLD and U SB2.0techno l og ies that realized 100fra m es per second direct da ta transfer rate .T he da ta d i s p l ay and storage soft w are w as w ritten on V i sua l C++p l atfor m.T he syste m has been applied to beam steer i ng character i stic preci si on m easure m ent o f one d i m ensi onal li qu i d crysta l optica l phased array .K ey word s :li nea r CCD driv i ng circu it ;CPLD ;USB2.0;bea m steer i ng 0 引言电荷耦合器件CCD 是一种以电荷包形式存储和传递信息的半导体表面器件,其基本结构是密排的M O S 电容器,能够存储由入射光激发的光电荷信息,并在适当时序脉冲驱动下将电荷包定向转移输出,实现光电转换,具有集成度高,体积小,成本低,定位和尺寸精度高,可靠性好等优点。
