基于DSP的多路数据采集系统的设计与实现

现代仪器（ｗｗｗ．ｍｏｄｅｒｎｉｎｓｔｒｓ．ｏｒｇ．ｃｎ）　

引言　一种基于ＤＳＰ和ＦＰＧＡ的多通道数据采集系统的设计　

吴永鹏　王章瑞。　赵煜滢　向前勇　（１．西南石油大学电子信息工程学院成都６１　０５００）　（２．中国石油西南油气田分公司川西北气矿甲醇厂江油６２１　７０９）　

摘要为准确地分析工业生产中的各种数据参数，结合高速ＤＳＰ和ＦＰＧＡ的特点，设　计一套数据采集系统，应用ＦＰＧＡ的内部逻辑实现时序控制，以ＤＳＰ作为采集系统的核　心，对采集到的数据进行滤波等处理，并将处理后的结果通过ＵＳＢ口传输到计算机。设　

计中还采用ＡＤＣ０８０９模数转换器。该系统采集信号频率范围宽、数据传送量大、数据　传输速度高，并具有较强的扩展能力，并且具有电路结构简单、功耗低、数据传输方便　

等优点，可用于电压、电流、温度、压力等参量的采集系统中。　关键词数据采集ＦＰＧＡ　ＤＳＰ　ＵＳＢ　ＶＨＤＬ程序　

数据采集系统的主要任务是采集各种模拟量、　开关量或数据流，将其转换成数字量，由计算机对　

采集的数据进行存储、分析、打印、处理等。在工　业生产和科学技术研究的各行业中，常常需要对各　

种数据进行采集，如液位、温度、压力、频率等信　息的采集。在图像处理、瞬态信号检测等一些领　域，更是要求高速度、高精度、高实时性的数据采　

集与处理技术。实现一个数据采集系统的关键包括　硬件技术与软件技术，硬件主要实现对动态、静态　参数的采集，主要解决如何利用硬件器件来实现高　

速高精度采集的问题，而软件部分除进行通用的测　试软件开发外，重在研究功能强大的测控软件。本　

文将重点讨论系统的硬件设计。随着数字技术的发　展，一些高性能的ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｓｉｇｎａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）、　ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ　Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｇａｔｅ　Ａｒｒａｙ）和高速的Ａ／　

Ｄ应用于数据采集系统中，大大提高系统的测量精　度、数据采集处理速度、数据传输速度等。本文设　计一种应用ＴＭ￥３２０ＶＣ５４　１　６Ｄ　ＳＰ和ＥＰ　Ｉ　Ｃ６Ｑ２４０Ｃ８　ＦＰＧＡ的数据采集系统，并配以ｕＳＢ（ｕｎｉｖｅｒｓａｌ　Ｓｅｒｉａｌ　Ｂｕｓ）接口与ＰＣ机进行通信。该系统具有数　据采集速度高、功耗低、数据传输方便等优点。　

～　…　电子测量技　ＥＩ　ＥＣＴＲ０ＮＩＣ　ＭＥＡＳＵＲＥＭＥＮＴ　术　ＴⅨ　ＨＮ０Ｌ０ＧＹ　第３１卷第５期　

２００８年５月　

基于ＤＳＰ和ＦＰＧＡ的导引头数据　采集系　

张毅刚　苏俊高　刘兆庆　

（哈尔滨工业大学自动化测试与控制研究所哈尔滨　１５００８０）　统设计　

摘要：为适应导引头多路数据采集的要求，本文设计了一种基于ＤＳＰ和ＦＰＧＡ的多通道导引头数据采集系统；在　介绍系统总体方案的基础上，详细讨论了数据采集部分的模拟通道、Ａ／Ｄ变换、数字滤波，ＤＳＰ与ＦＰＧＡ操作时序、上　

位机通信接口等电路设计和实现，并介绍了软件设计和软面板，最后给出测试结果和分析。本系统已成功的应用于某　型号导弹自动测试系统中，其性能和指标均优于应用要求。　

关键词：导引头；ＤＳＰ；ＦＰＧＡ；数据采集　中图分类号：ＴＰ９１１．６＋　文献标识码：Ｂ　

Ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　ｓｅｅｋｅｒ　ｄａｔａ　ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ　ｓｙｓｔｅｍ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ＤＳＰ　ａｎｄ　ＦＰＧＡ　

Ｚｈａｎｇ　Ｙｉｇａｎｇ　Ｓｕ　Ｊｕｎｇａｏ　Ｌｉｕ　Ｚｈａｏｑｉｎｇ　（Ｄｅｐｔ．ｏｆ　Ａｕｔｏｍａｔｉｃ　Ｔｅｓｔ　ａｎｄ　Ｃｏｎｔｒｏｌ，Ｈａｒｂｉｎ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（ＨＩＴ），Ｈａｒｂｉｎ　１５００８０）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｆｏｒ　ｍｕｌｔｉ－ｃｈａｎｎｅｌ　ｏｎ　ｓｅｅｋｅｒ　ｄａｔａ　ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ，ａ　ｓｅｅｋｅｒ　ｄａｔａ　ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ　ｓｙｓｔｅｍ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ＤＳＰ　ａｎｄ　ＦＰＧＡ　ｉｓ　ｄｅｓｉｇｎｅｄ　ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ．Ｔｈｅ　ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｄａｔａ　ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ　ｓｙｓｔｅｍ　ｉｓ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｆｏｕｒ　ｐａｒｔｓ　ａｒｅ　ｅｘｐｏｕｎｄｅｄ　ｉｎ　ｄｅｔａｉｌｓ　

ｓｕｃｈ　ａｓ　ａｎａｌｏｇ　ｃｈａｎｎｅｌ，Ａ／Ｄ　ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ，ｄｉｇｉｔａｌ　ｆｉｌｔｅｒ，ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　ｔｉｍｅ　ｏｆ　ＤＳＰ　ａｎｄ　ＦＰＧＡ．Ａｔ　ｌａｓｔ，ｔｈｅ　ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　ｓｏｆｔｗａｒｅ　ａｎｄ　ｓｏｆｔｐａｎｅｌ　ｉｓ　ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．Ｔｈｅ　ｓｅｅｋｅｒ　ｄａｔａ　ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ　ｈａｓ　ｂｅｅｎ　ｍａｄｅ　ａｎｄ　ｕｓｅｄ　ｉｎ　ａｃｔｕａｌ　ａｕｔｏｍａｔｉｃ　ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ　ｓｙｓｔｅｍ．Ｉｔ　ｉｓ　ｉｎｄｉｃａｔｅｄ　ｔｈｒｏｕｇｈ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ　ｔｈａｔ：ｔｈｉｓ　ｓｙｓｔｅｍ　ｈａｓ　ｇｏｏｄ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ａｎｄ　ｉｓ　ｂｅｔｔｅｒ　ｔｈａｎ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｒｅｑｕｅｓｔ．　

基于DSP+FPGA的实时信号采集系统设计与实现

周新淳

【摘 要】为了提高对实时信号采集的准确性和无偏性,提出一种基于DSP+FPGA的实时信号采集系统设计方案.系统采用4个换能器基阵并联组成信号采集阵列单元,对采集的原始信号通过模拟信号预处理机进行放大滤波处理,采用TMS32010DSP芯片作为信号处理器核心芯片实现实时信号采集和处理,包括信号频谱分析和目标信息模拟,由DSP控制D/A转换器进行数/模转换,通过FPGA实现数据存储,在PC机上实时显示采样数据和DSP处理结果;通过仿真实验进行性能测试,结果表明,该信号采集系统能有效实现实时信号采集和处理,抗干扰能力较强.%In

order to improve the accuracy and bias of real-time signal acquisition,a

real-time signal acquisition system based on DSP +-FPGA is proposed.The

system adopts 4 transducer array to build parallel array signal acquisition

unit,the original signal acquisition amplification filtering through analog

signal pretreatment,using TMS32010DSP chip as the core of signal

processor chip to realize real-time signal acquisition and

processing,including the signal spectrum analysis and target information

simulation,controlled by DSP D/A converter DAC,through the realization of

基于DSP和AD976A的高速数据采集系统设计

宋宇飞,沈卫康,周云松,戎红军

(南京工程学院通信工程学院,江苏南京　211167)

摘要:介绍了数据采集系统的发展状况,分析了高速数据采集系统应满足的性能要求,给出了系

统硬件结构图及主要模块电路,说明了系统软件的结构与主要程序流程。使用AD976A为A/D转换芯片,DSP(TMS320C5402)为中央控制芯片,FT245BM为USB2.0通信接口芯片,FLASH为数据存储芯片,最终完成了高速数据采集系统的设计方案。

关键词:DSP;数据采集;USB通信接口;数据存储

中图分类号:TP274 文献标识码:A 文章编号:1672-1616(2007)19-0077-04

开放化、高速化和高精度化都是现代信息技术

的发展趋势和研究热点。数据采集系统是通信技

术和数控技术领域的重要功能模块,应用领域十分

广泛。传统的数据采集系统,其中央控制多采用单

片机或中规模数字电路,A/D芯片的采样速率也

仅有几k/s到十几k/s。现代数据采集系统要求高

速、高精度及系统上具有数字信号处理功能。传统

的数据采集系统不完全满足这些要求,所以研究高

速数据采集系统就显得十分必要。

本次设计的中央控制芯片选用DSP(Digital

SignalProcessor,数字信号处理芯片)。DSP具有高速、高精度的运算能力,强大、方便的数据通信能

力,灵活、可靠的编程与信号处理能力。设计选用

的A/D转换芯片是AD公司推出的AD976A,其转

换精度是16位,转换速率最高可达200k/s。系统

的核心采用DSP控制AD976A实现高速数据采集

的功能。系统还需完成必要的数据通信与数据存

储功能。数据通信是将系统所采集的数据经通信

接口传给上位机。数据存储是在系统上存储必要的数据,防止数据由于系统突然掉电而丢失。另

外,DSP除完成对系统的中央控制外,还可以编写

相关的数字信号处理算法程序。这样就可在系统

上方便实现对所采集的数据进行实时的数字信号