基于FPGA的數據采集系統設計

3 系統軟件設計

3．1 總體方案設計

FPGA數據采集系統的軟件總體方案設計流程圖如圖4所示。當FPGA、ADC以及12864顯示器初始化完畢之后，判斷是否有模擬信號輸入到ADC器件中，如果沒有，則等待信號的輸入；如果有，則ADC開始采集數據并轉換。轉換完成之后，送到FPGA芯片進行數據處理。然后，傳送到12864顯示器中進行波形的顯示。最后，再次判斷有無信號輸入到ADC中，如果有，則繼續進行下次的采集流程；如果沒有，則結束程序。

3．2 FIFO緩存設計

由于A／D轉換器、FPGA以及12864顯示器之間處理數據的速度不同，為了消除不必要的數據丟失與毛刺現象或者重復讀取，可以將處理后的數據暫時存入FIFO中。FIFO是一個先入先出的堆棧，利用FPGA內部強大的寄存器功能，設計了一個FIFO的數據緩沖器。

如圖5所示，A／D轉換器將轉換好的數據存入FIFO緩存中，FPGA檢測顯示器12864有無讀信號，如果有讀信號，則FIFO輸出信號給顯示器；如果沒有，則數據繼續存儲在FIFO中，等待被取走。

4 結束語

基于FPGA在高速數據采集方面有單片機和DSP無法比擬的優勢，FPGA具有時鐘頻率高，內部延時小，全部控制邏輯由硬件完成，速度快，效率高，組成形式靈活等特點。因此，本文研究并開發了一個基于FPGA的數據采集系統。本文中所提出的數據采集系統設計方案，就是利用FPGA作為整個數據采集系統的核心來對系統時序和各邏輯模塊進行控制。依靠FPGA強大的功能基礎，以FPGA作為橋梁合理的連接了ADC、顯示器件以及其他外圍電路，最終實現了課題的要求，達到了數據采集的目的。