多通道高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn).pdf

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1、2012钷儀表技術(shù)與傳感器2012第11期InstrumentTechniqueandSensorNO．1l多通道高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)邢磊，鄭萍(西華大學電氣信息學院，四川成都610039)摘要：為了解決多通道數(shù)據(jù)的高速采集問題，文中討論了一種基于LabVIEW平臺的USB多通道高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計方案。該系統(tǒng)采用了USB芯片CY7C68013和A／D轉(zhuǎn)換芯片MAX1320并配合FPGA技術(shù)實現(xiàn)多通道數(shù)據(jù)的高速同步采集，同時基于LabVIEW開發(fā)平臺采用多線程技術(shù)實現(xiàn)了對多通道采集數(shù)據(jù)的文件存儲、顯示和分析。經(jīng)調(diào)試應用證明，該系統(tǒng)運行穩(wěn)定，數(shù)據(jù)采

2、集可靠實時。關(guān)鍵詞：USB；LabVIEW；FPGA；數(shù)據(jù)采集中圖分類號：TN91文獻標識碼：A文章編號：1002—1841(2012)11—0116—03DesignandImplementationofMulti-channelandHigh·speedDataAcquisitionSystemXINGLei，ZHENGping(SchoolofElectricandInformationEngineeringofXiHuaUniversity，ChengDu610039，China)Abstract：Multi—channleandhigh—spee

3、ddataacquisitionsystemofUSBbasedOnLabVIEWwasdesignedtosolvethepracti—caldataacquisitionproblems．itwasmainlycomposedofCY7C68013，MAX1320andFPGAinthesystemtomeettheneedsofthemulti—channelandhighspeeddataacquisition．Besides，tostorethemulti—channeldata，todisplayandtoanalyzethedatawerea

4、—chievedwithmulti—threadmechanismOnthebasisofLabVlEW．Accordingtothepraticalapplications，Thesystemworkswellandtheacquisitiondataiscorrectandreliable．Keywords：USB；LabVIEW；FPGA；Dataacquisition0引言采用的USB接口芯片CY7C68013可將采集到的數(shù)據(jù)通過USB在工業(yè)測控以及電氣設(shè)備監(jiān)測等領(lǐng)域，常常要求對多種相總線傳輸?shù)絃abVIEW的上位機，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的高速傳輸；FPGA

5、關(guān)的瞬態(tài)信號進行同步記錄，以便分析信號之問的相關(guān)信息得控制著A／D轉(zhuǎn)換芯片和USB接口芯片，其和SRAM構(gòu)成大容出正確及時的控制策略。但數(shù)據(jù)的高采集速率、高傳輸速率與量的FIFO保證了多通道數(shù)據(jù)的高速采集的準確性；LabVIEW多通道的同步采集往往是一個矛盾?；贗SA或PC1等內(nèi)置是NI公司的虛擬儀器開發(fā)平臺，和USB接1：I的交互需要借助式接口的高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)價格昂貴，且由于有限的計算機資DLL調(diào)用WINDOWSAPI函數(shù)與USB驅(qū)動程序。源，限制了采集通道數(shù)量的擴充；基于串口、并口的采集系統(tǒng)，系統(tǒng)的工作過程如下：采集參數(shù)由上位機通過USB總線傳不能

6、滿足對瞬態(tài)信號高速同步采集的要求。并且在進行上位給USB主控芯片，USB主控芯片通過總線方式給FPGA發(fā)命機軟件開發(fā)時，采用的VC或VB等文本編程語言，導致多通道令，F(xiàn)PGA控制AD轉(zhuǎn)換器的時序進行數(shù)據(jù)的采集，同時利用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的開發(fā)周期長、開發(fā)成本高等。為了設(shè)計一款高LabVIEW多線程技術(shù)實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的文件存儲以及實時顯示和性價比的多通道高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，采用USB2．0接口芯片、八處理。通道并行A／D轉(zhuǎn)換芯片并結(jié)合FPGA技術(shù)，實現(xiàn)了A／D轉(zhuǎn)換、2系統(tǒng)的硬件設(shè)計USB接口的有效控制，保證了數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)存儲的連續(xù)性；系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計主要包括A／D轉(zhuǎn)

7、換電路、USB接口電在LabVIEW平臺運用多線程技術(shù)進行實時、高速的數(shù)據(jù)處理，路和FPGA電路的設(shè)計。較好地實現(xiàn)了對多通道數(shù)據(jù)高速同步采集。2．1A／D轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計1多通道高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的總體設(shè)計所設(shè)計的8通道高速數(shù)據(jù)同步采集系統(tǒng)，如圖1所示。其數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的總體設(shè)計構(gòu)成如圖1所示。該系統(tǒng)由數(shù)每個采集通道均有自己的獨立放大、濾波等信號調(diào)理電路，不據(jù)采集硬件和數(shù)據(jù)處理分析軟件兩部分構(gòu)成，系統(tǒng)從硬件和軟僅能減少通道間的相互干擾，提高每個通道系統(tǒng)精度，還可為件兩個方面的協(xié)調(diào)設(shè)計保證了多通道數(shù)據(jù)高速同步采集。每個通道提供可調(diào)的量程。從圖1可知，系統(tǒng)可同步采集

8、8路模擬信號，采用14位的多通道同步A／D轉(zhuǎn)換芯片MAXI320集