基于fpga和dsp的數據采集器設計與實現

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1、總第期艦船電子工程岌巧年第期拍湘基于和的數據采集器設計與實現劉國勤海軍駐江南廠軍事代表室上海儀”摘要闡述了基于〔的多通道數據采集系統的設計,同時還闡述以刀作為控制器、大容量硬盤作為存儲媒體。的存儲記錄系統的設計關鍵詞數據采集汗存儲記錄中圖分類號朗朋側勸目寫刃山柱。伽啊加,鄉(xiāng)皿腳氏伴曲犯】助畫刃力找,田,布婦加配們嘆日對場印咖瀏』日羅。記概沈,,,地份腸七刀,政」日芍口皿山比州,。近年來隨著水聲技術和數字信號處理技術的器系統框圖發(fā)展,使我們,可以獲取更多的水聲信息并通過數數據采集器其主要設計思想如下字

2、信號處理技術可以得到我們所需要的信息。在·選用低功耗、單電源器件,以保證鎳錫電池、這個過程中對模擬信號的采集量化數據采集器組能連續(xù)工作小時以上是必不可少的,而且為了追求更高的系統性能,對·選用低噪聲器件,并且模擬電路與數字電路。,數據采集器也提出了更高的要求互相隔離不共地使系統噪聲級位于砧的本文介紹了基于班七和的數據采集器,、,·,,一的設計為水下聲信號的采集記錄水下聲環(huán)境的通道數為通道帶寬為地通道增。分析提供了一種新的方法益可控·使,位分辨率,通道同用串行輸出刀系統基本結構及設計思想步采集·使用凡

3、〔可編程邏輯器件與燈接口,·數據采集器置于水下它包括以下幾個模塊使用和毛實現硬盤接口和文件管前置放大、后置放大、數據轉換控制、數據存儲記理、、口,·、,錄硬盤接模塊其中包括電源模塊以及供電的使用’硬盤實時記錄數據在卜匕。鎳福電池組它的主要功能是將來自傳感器位于的采樣率下能連續(xù)記錄小時水下的矢量陣中的多通道模擬信號數字化,并?！ぬ峁┮槐O(jiān)測輸出,可以監(jiān)測通道的任一存在硬盤中位于水面或者艙內的監(jiān)控器可以控制通道。·。一口并監(jiān)測數據采集器的工作狀態(tài)圖為數據采集數據采集器與監(jiān)控器通過連接收稿日期以拓年月日,修

4、回日期二巧年月日沁年第期艦船電子工程《監(jiān)控?！?硬盤計算機?圖數據采集器基本框圖、、、據功能分為采集控制數據轉換存儲接口時鐘分、。關鍵模塊的設計頻串行接口五個模塊各模塊間信號盡可能獨立,互不影響,采用模塊化設計給程序的開發(fā)和維。采集控制護帶來很大方便采集控制是數據采集器,完成模擬到數·完成多通道串并轉換電路時會消耗大量的的中樞、,。字的轉換串行編碼到并行的轉換通過串行接口資源本設計充分利用萬內部的存儲塊接受監(jiān)控器、,用存儲塊作為串并轉換電路的緩存區(qū),的命令控制通道增益選擇監(jiān)測通道資源。。并輸出監(jiān)測信

5、號降低了片內資源的消耗由于數據采集器有犯通道,這就要求采集控·根據串行刀轉換器的特點,即、、制器能夠提供足夠多的輸人和輸出端口用于控制內核邏輯依據采樣保持數據轉換采樣間歇三。。刀轉換并讀取轉換結果如果使用普通的微處個控制步驟設計由一個采集控制模塊給出采樣,,、、采樣理器其外圍需要很多的邏輯器件使系統變得很保持數據轉換間歇三個控制信號作為其它。。復雜而班犯現場可編程門陣列的特點是可各單元的使能信號、、,使用的端口數量多內部邏輯可按使用需要編程圖為燈轉換器的轉換邏輯刀。,一。非常少的外圍支持器件使用護作

6、為采集控片選信號有效后有個周期的數據建立時間制器可以使系統設計簡單、可靠,并且有很強的靈數據建立后,開始向中傳送數據,同時開始活性。數據轉換,將采集來的串行數據轉換成的并行。系統中毛選用。公司系列數據。中的作為采集控制器功系列刃采樣時鐘由多功能分頻器,。玉月漢汰,毛主時鐘為采用了新的可編程邏輯架構具有低功耗等特點對主時鐘分頻實現毛的內部資源是有限的,,。為了充分利用資分頻后得到的壓為燈的采源,避免不必要的浪費,本系統班〔程序的設計樣頻率為,也就是的片選信號。,思想如下頻率通過對進行分頻分頻得到片選·

7、各邏輯單元均采用層次化、模塊化設計,根信號?！?···。一石翎乒印外乒卯夕‘。嶸月神‘‘‘‘‘沖【畢畢且月幾幾「衛(wèi)「幾幾‘幾日幾幾日曰幾幾幾幾口幾月幾月日幾月呻習‘崩南叫叻口工兀取產圖刀轉換的時序仿真。存儲控制設計一本高采用直接控制硬盤的方法可將系統功耗降數據存儲是數據采集過程中的一個重要環(huán)節(jié),至最低,并可降低硬件成本。本設計采用班毛和為,、了使系統能及時存儲采集到的數據設計了存儲直接控制’的硬盤實時存儲記錄數控制電路,并選用計算機硬盤作為數據存儲載體。據。在以往的存儲記錄系統中,采用內置工控機的方

8、法在中設計一異步用于向硬盤寫數存儲數據,這種方案的缺點是系統較龐大,硬件一成據的緩沖區(qū),圖為的寫人控制邏輯,其中劉國勤基于日日二和的數據采集器設計與實現急第期上℃鄉(xiāng)是存儲控制命令信號,,,,,當它為高時開始寫信號當它為低時開始寫人數據為高時,,。。存儲數據為低時不存取數據是的關閉輸人月口匕呼幾少口飲印吃砂月甘弓妙州砂圖寫入控制時序仿真存儲數據時毛直接將數據寫人凡,同時目毛每次從月讀出組數據組合根據’的狀態(tài)判斷為非空時就輸出并后向硬盤寫一次,所以比信號通知啟動存盤程序。