基于FPGA的数据采集系统的设计毕业论文.doc

西南科技大学 毕业设计（论文） 题目名称：基于FPGA的数据采集系统的设计 年 级：2003级 ■本科 □专科 学生学号学生姓名：许 指导教师：吴斌 李芳 学生单位：信息工程学院 技术职称：教授 硕士 学生专业：电子信息工程 教师单位：信息工程学院 西 南 科 技 大 学 教 务 处 制 基于FPGA的数据采集系统的设计 摘要：以ALTERA公司的FPGA芯片EP1为核心，采用AD转换器件了一个系统Design of Data Acquisition System Based on FPGA Abstract： The FPGA chip EP1C6T144C8 of ALTERA Company which works with the AD and D/A conversion devices as the core. A data acquisition, based on FPGA, was designed by programming with QuartusII simulation software and the function of validation. The system was analyzed deeply by adopting the method of the state machine. A data acquisition structure was designed in the system, which was achieved by designing inputs, analysis and synthesis, simulation and validation and so on. In the process of design inputs, the control of sampling to TLC5510 and D/A diversion were achieved by programming with VHDL language. The process of analysis and synthesis misarranged the design files. It also made a statistics of consumed sources in the system. The function and timing nature of the design was tested by simulation in the simulating and verifying process for validating the work here. Key Words: Data Acquisition System, FPGA, VHDL, Sampling Control 目 录 第一章 绪 论 1 1.1 课题背景及依据 1 1.2 选题目的及意义 2 第二章 系统的结构设计 3 2.1 概述 3 2.2 系统总体结构及原理 3 2.2.1 A/D转换模块 4 2.2.2 数据存储模块 6 2.2.3 D/A转换模块 6 2.2.4 FPGA控制模块 7 第三章 FPGA对A/D和D/A转换控制软件设计 9 3.1 VHDL硬件描述语言基础 9 3.1.1 设计输入 9 3.1.2 程序结构说明 10 3.2 状态机设计 11 3.2.1 MOORE状态机设计 12 3.2.2 VHDL一般状态机设计 12 3.2.3 类型定义语句TYPE 13 3.3 用状态机设计A/D采样控制 14 3.4 用行为描述方式设计A/D采样控制 16 3.5 实用状态机的优势 17 3.6 D/A转换的控制 18 第四章 QuartusⅡ仿真 20 4. 1 设计输入 20 4.2 设计编译 21 4.3 设计综合 22 4.4 设计仿真 25 4.5 仿真结果及分析 27 4.5.1 状态机描述方式的时序仿真和功能仿真分析 27 4.5.2 行为描述方式时序仿真分析 27 第五章 测试信号分析 29 5.1 正弦波的产生 29 5.2 正弦波发生器的特点 31 结 论 33 致 谢 34 参考文献 35 附录1 状态机实现TLC5510采样控制程序 36 附录2 行为描述方式实现TLC5510采样控制程序 38 附录3 测试信号正弦波的产生程序 39 附录4 D/A转换器控制程序 45 第一章 绪 论