基于STM32和FPGA联合构建的特种设备行业高精度数据采集系统

在特种设备的控制和检测中,经常要对设备中连续时间变换运行参数进行实时采集。针对传统数据采集系统在采集精度与采集速率方面存在精度差,采集速率低,不能很好的采集高频信号、反映特种设备高速运行部件的准确信息,制约了特种设备安全风险管控和隐患排查治理的问题。本文利用STM32与FPGA芯片特性,设计了一种基于STM32和FPGA架构的高速采集系统,本系统采用高精度、大动态范围的AD9238芯片为核心进行AD转换保证了采样精度,通过FPGA的并行结构特性保证了采样速度,STM32进行逻辑控制与后级系统输出.阐述了系统整体结构,对关键硬件模块进行了设计,分析了关键数据流量处理过程,包括FPGA数据读取控制,FSMC总线数据传输,STM32数据传输控制等,最终对采集系统进行测试,测试表明本采集系统具备高采集精度与采集速率,能够很好的应用于特种设备的控制和检测中高频信号的采集.     

基于FPGA的高速串行AD转换器控制设计与实验研究

在对靶场光电仪器进行外场数据分析时,需要对仪器接收到的多种数据信号进行采集,为提高采集过程中数字控制系统A/D转换效率,并简化数据采集系统硬件,设计了基于FPGA控制AD7890芯片A/D转换和转换数据串行输出方案。介绍了串行多通道A/D转换器AD7890的工作原理,给出了在Xilinx公司的ISE 10.1软件开发平台下程序设计和仿真图,并进行了基于FPGA器件Virtex-4处理器硬件开发平台下的实验。实验表明,FPGA的控制是成功的,AD7890输出的二进制值010000000000和001001100111与加入到输入端的模拟电压5V和3V完全一致,充分发挥了12位AD7890的高精度特点。     

分布式发电系统中基于FPGA控制的采样设计

设计了一种基于FPGA控制的AD采样电路.介绍了采样芯片内部各驱动信号作用及时序关系,详细分析了使用FPGA控制AD芯片实现时分复用的采样设计以及在FPGA中对采样结果进行的软件数字滤波、过零检测、离散傅里叶变换等数据处理过程,通过实验检验了这种采样电路的正确性和实用性.     

一种新的基于ARM的数据采集系统设计

给出了一种新的基于ARM的数据采集系统硬件和软件设计方案.硬件主要由微处理器芯片S3C44BOX、USB接口芯片ISP1362、AD转换芯片AD7829等构成.系统能实现8路同时采集,单路采集速率100 ksps,且通过设置Device和Host两种模式,可在无PC机的情况下进行数据采样与存储,从而实现了脱机式应用.     

基于双MCU的简易数字示波器设计

介绍了一种以双单片机为核心的简易数字示波器设计方案,并对实时采样、垂直分辨率、触发系统、AD转换、波形输出做了重点分析与设计.由于采用双MCU,使实时采样与显示打印等功能相互独立,充分发挥了高速AD采样芯片的性能.测试结果表明,该系统稳定,准确并具有良好的实用价值.     

基于TLC5510的高速数据采集存储系统的设计

采用A/D转换芯片TLC5510实现高速数据采集,以Cyclone系列FPGA芯片作为采样控制器控制TLC5510进行实时采样并存储。该系统提供了数字接口,便于进一步在系统内进行功能扩展以及实现与外部扩展电路的数字通讯和数据传输。     

分布式光纤振动传感信号数据采集系统设计

 针对大型周界安防预警系统,提出了一种分布式光纤振动传感信号采集系统设计,主要基于ARM+FPGA的嵌入式平台实现。根据分布式光纤振动传感信号的特点,数据采集系统以FPGA为主控制器,实现了脉冲波和连续波的双通道并行信号采集。FPGA接收ARM传送控制命令,采集硬件信号控制采样芯片AD9430和AD9203转换的数字信号,并将采集到的数据暂存于利用FPGA的IP核生成的FIFO缓存中,等待传送给ARM处理器。ARM处理器主要负责提供前端FPGA采集的各种参数并接收FPGA发送过来的数据。该数据采集系统中,ARM处理器和现场可编程门阵列FPGA的互联接口的设计是关键,主要是在内核层设计FPGA设备驱动,利用ARM的外部总线接口完成数据的传输。将数据采集系统应用于光纤监控预警安防系统,可以检测到脉冲波和连续波信号,提高系统实时性,为分布式光纤安防预警系统的研究提供了基础。     

基于FPGA的动态轨道衡数据采集系统

提出了基于现场可编程门阵列(FPGA)动态轨道衡数据采集系统.该系统以AD7703作为模数转换器件,并采用FPGA作为采样控制器,对8路传感器信号采样,采样值以异步串行方式通过RS232接口输出到上位机.整个系统逻辑的设计在QuartusⅡ9.0开发环境下完成.硬件测试结果表明,通过采用AD7703的自标定方式,有效解决了数据采集过程中出现的零点漂移、增益误差等问题.利用FPGA的并行处理能力,可以对8路信号并行采样,提高数据采集的速率,满足了轨道衡高精度、高速度的设计要求.     

基于NiosⅡ的数字图像回放系统的设计

研究了一种基于SOPC技术的嵌入式数字图像回放系统的设计方案.该系统通过在FPGA芯片上配置NiosⅡ软核处理器和相关的接口模块来实现其主要硬件电路,并在视频D/A转换芯片AD7123的支持下,结合系统的软件设计,实现了图像的高速D/A转换和回放等功能.由于采用了SOPC和DMA控制技术,该系统具有设计灵活、数据处理速度快和扩展性好等优点.     

一种用于可编程逻辑的阵列的单粒子翻转试验系统设计研究

单粒子翻转(SEU)试验是测试FPGA芯片抗单粒子翻转性能的重要方法。提出了一种用于测试FPGA芯片抗单粒子翻转性能的试验系统;该系统通过比对待测FPGA芯片输出数据序列和正确数据来判断是否发生数据翻转。如果发生数据翻转,则进一步统计翻转次数和翻转性质,从而能够较全面的测试FPGA芯片的抗单粒子翻转性能。运用该试验系统对某款FPGA芯片进行了单粒子翻转试验,测试结果显示该试验系统能够正确评估被测芯片的抗单粒子翻转性能。     

基于FPGA和CPCI总线的电力系统交流采样板的设计

根据FPGA和CPCI总线的特点,介绍了一种基于FPGA和CPCI总线的电力系统交流采样板的设计.应用高性能8路同步采样AD芯片AD7606进行数据采集,FPGA进行数据处理,简化了上层软件的运算量及底层电路布线的难度,采用CPCI总线进行并行传输,提高了系统的实时性.该设计为实现交流量采集提供了一套可靠的解决方案.     

一种用于FPGA的单粒子翻转试验系统设计研究

单粒子翻转(SEU)试验是测试FPGA芯片抗单粒子翻转性能的重要方法.提出了一种用于测试FPGA芯片抗单粒子翻转性能的试验系统;该系统通过比对待测FPGA芯片输出数据序列和正确数据来判断是否发生数据翻转.如果发生数据翻转,则进一步统计翻转次数和翻转性质,从而能够较全面的测试FPGA芯片的抗单粒子翻转性能.运用该试验系统对某款FPGA芯片进行了单粒子翻转试验,测试结果显示该试验系统能够正确评估被测芯片的抗单粒子翻转性能.     

基于FPGA实现多路模拟信号自适应采集系统

本文主要介绍一种基于FPGA的数据采集系统,系统包括运算放大器、多路选择器、高速A／D转换芯片、FPGA等器件。该系统利用运算放大器件对信号进行变换,通过多路选择器进行通道选择,最后由A／D转换器输出数据到处理器。FPGA作为采集系统的核心部件,完成了内部数字电路设计,使系统具有很高的自适应性和扩展性。在有限的量化位数限制下,充分利用信号调理电路、A／D转换器的输入电压动态范围和12位的位宽,在相同的量化位数下提高了大部分模拟信号的采样精度,具有一定的参考价值。     

基于AD9233高速数据采样系统的设计

本文基于工程项目,主要对FMCW雷达信号采集系统的设计进行研究。介绍了一种基于AD9233高速模数转换芯片,结合FPGA并行采样的高速数据采集系统,描述了系统的基本结构,并对模数转换理论进行了重点分析。     

基于DDS的频综电路系统的研究

频综电路系统是雷达以及通信系统的关键部件之一,该论文论述了高频率稳定度、低杂散、低相噪频综的设计过程,设计和研制出了基于FPGA和高性能DDS芯片AD9910的频综电路系统。对频综电路系统的原理进行了详细的阐述,给出了主要的硬件选择,它采用美国模拟器件公司（AD公司）的芯片AD9910,从DDS芯片的输出,经低通滤波得到正弦信号,并用FPGA对其控制,对该信号进行调频,然后通过倍频放大对信号进行完善。并对其进行了系统性能测试,证明达到了预期性能指标要求。     

基于FPGA的模数混合编帧的采集系统

介绍了一种以FPGA为核心逻辑控制模块的数据采集系统的设计。设计中采用了16位的AD8405作为模数转换器,FPGA作为中心逻辑控制模块,对弹上的不同速率的模拟信号与接收的数字信号进行采集,并将采集的信号通过数据帧格式的形式混合编帧和存储,再通过串口完成与上位机的通信。FPGA模块采用VHDL语言进行设计。该系统在测试状态下通过地面测试系统对该采编器的采集过程进行实时监测,并对其功能进行检测。     

基于FPGA和FT245的芯片功能测试装置的设计与实现

设计芯片功能测试装置,以FPGA为控制单元,利用FT245实现FPGA与上位机的通信。上位机发送测试数据,然后采集被测芯片的输出响应并分析。与理论上正确的数据进行比较,得出结论。对于模拟芯片设计了A/D和D/A转换模块,调试的结果表明,测试装置可完成对常用芯片的功能测试。     

基于ADS1271的激光功率密度检测系统的设计

采用TI公司生产的ADS1271芯片为模数转换电路的核心,通过传感器采集到的微弱激光功率模拟信号,先经过调理电路进行适当放大并配置成差分方式,然后输入到以ADS1271芯片为核心的AD转换电路中进行放大、滤波和模数转换,最后传输到以Atmega16芯片为核心的处理电路中进行处理与显示。利用ADS1274芯片的特性提高了模数转换速率、简化了电路设计,处理器根据过采样的原理处理数据,提高了系统测量精度。     

标准并行接口在数据采集中的应用

主要讨论利用标准并行接口进行数据采集。采用12位AD转换芯片A/D574进行数据转换,利用Nibble(4bits)的方式通过并口将12位的数据读入计算机。并简要讨论了在不同的系统下,对标准并口的访问方式。认为WINIO库较好的支持了对端口的读写。     

基于TMS320F2812高速数据采集系统的设计与实现

为了实现高速同步数据采集,设计了了一种基于TMS320F2812 DSP芯片与AD转换芯片ADS8364构成的并行高速、高精度数据采集系统.主要包括硬件接口电路的设计,控制参数的设置以及部分关键的控制代码和实现AD采样的程序流程等.调试证明,本系统是一种新颖、采集精度高并且易于实现、配置灵活的数据采集系统.