毕业论文：高速数据采集系统设计.doc文档27页优秀范文

另类基于查找表技术，用静态存取存储器工艺制造，密度高，触发器多，多用于门以上的大规模设计。

采用工艺制造的，掉电后数据会消失，因此，调试期间可以用下载电缆配置器件，调试完为量化结果，这个过程就是编码。

转换器的主要技术指标如下分辩率指数字量变化个最小量时模拟信号的变化量，定义为满刻度与的平方的比值。

分辩率又称精度，通常以数字信号的位数来表示。

转换速率是指完成次从模拟转换到数字的转换所需的时间的倒数。

积分型的转换时间是毫秒级属低速，逐次比较型是微秒级属中速，全并行串并行型可达到纳秒级。

采样时间则是另外个概念，是指两次转换的间隔。

转换所需的时间的倒数。

字信号的位数来表示。

转换速率是指完成次从模拟转换到数字的部分内容简介字系统可以对其进行传输和处理，还必须用若干位二进制代码来表示量化结果，这个过程就是编码。

转换器的主要技术指标如下分辩率指数字量变化个最小量时模拟信号的变化量，定义为满刻度与的平方的比值。

分辩率又称精度，通常以数字信号的位数来表示。

转换速率是指完成次从模拟转换到数字的转换所需的时间的倒数。

积分型的转换时间是毫秒级属低速，逐次比较型是微秒级属中速，全并行串并行型可达到纳秒级。

采样时间则是另外个概念，是指两次转换的间隔。

为了保证转换的正确完成，采样速率必须小于或等于转换速率。

因此有人习惯上将转换速率在数值上等同于采样速率也是可以接受的。

常用单位是和，表示每秒采样千百万次。

量化误差由于的有限分辩率而引起的误差，即有限分辩率的阶梯状转移特性曲线与无限分辩率理想的转移特性曲线直线之间的最大偏差。

通常是个或半个最小数字量的模拟变化量，表示为。

偏移误差输入信号为零时输出信号不为零的值，可外接电位器调至最小。

满刻度误差满度输出时对应的输入信号与理想输入信号值之差。

线性度实际转换器的转移函数与理想直线的最大偏移，不包括以上三种误差。

现场可编程门阵列基础知识现场可编程门阵列，简称，是在的基础上发展起来的高性能可编程器件。

其集成度很高，密度从数万门系统到数千万门系统不等，可以完成及其复杂的时序和组合逻辑电路功能，适用于高速，高密度的高端数字逻辑设计领域。

产品般分为两种类型，类是基于乘积项技术，用电可擦除可编程只读存储器或闪存制造，多用于门下的小规模设计。

另类基于查找表技术，用静态存取存储器工艺制造，密度高，触发器多，多用于门以上的大规模设计。

采用工艺制造的，掉电后数据会消失，因此，调试期间可以用下载电缆配置器件，调试完成后，需要将数据固化到个专用的中，上电后，由这片配置先对加载数据，十几个毫秒后，就可正常工作。

的基本组成部分有可编程输入输出单元，基本可编程逻辑单元，嵌入式，丰富的布线资源，底层嵌入功能单元，内嵌专用硬核等。

可编程输入输出单元输入输出单元简称单元，它们是芯片与外界电路的接口部分，完成不同的电气特性下对输入输出信号的驱动和匹配需求。

为了使有更灵活的应用，目前大多数的单元被设计为可编程模式，即通过软件的灵活配置，可以适配不同的电气标准与物理特性可以调整匹配阻抗特性，上下拉电阻可以调整输出驱动电流的大小等。

基本可编程逻辑单元基本可编程逻辑单元是可编程逻辑的主体，可以根据设计灵活的改变其内部连接和配置，完成不同的逻辑功能。

般是基于工艺的，其基本可编程逻辑单元几乎都是由查找表，和寄存器组成的。

查找表般完成纯组合逻辑功能。

组合逻辑的输入作为地址线连接到查找表，查找表中已经事先写入了所有可能的逻辑结果，通过地址查找到相应的逻辑。

寄存器用于完成同步时序逻辑设计。

嵌入式目前大多数内部都内嵌了块。

内部嵌入可编程模块，大大的扩展了的应用范围和使用灵活性。

内部的可以灵活配置为单端口，双端口，等常用存储结构。

通过对赋予初值，还可以实现的功能。

丰富的布线资源布线资源连通内部所有单元，连线的长度和工艺决定着信号在连线上的驱动能力和传输速度。

内部有着非常丰富的布线资源，这些布线资源根据工艺，长度，宽度和分布位置的不同而被划分为不同的等级。

有些是全局性的布线资源，用于完成器件内部的全局时钟和全局复位置位的布线些叫做长线资源，用作完成器件分区间的些高速信号和些第二全局时钟信号的布线还有些叫做短线资源，用以完成基本逻辑单元之间的逻辑互联和布线等。

在实现过程中，设计者般不用直接选择布线资源，而是由布局布线器自动根据输入的逻辑网表的拓扑结构和约束条件选择可用的布线资源连通所用的底层单元模块，所以往往容易比忽略。

其实布线资源的优化与使用和设计的实现结果有直接关系。

底层嵌入功能单元随着的发展等模块越来越多的被嵌入到的内部，以满足不同场合的需要。

内嵌专用硬核这里的内嵌专用硬核与前面的底层嵌入单元是有区别的，这里讲的内嵌专用硬核主要是指那些通用性相对较弱，不是所有器件都包含硬核。

的主要器件供应商有，软件仿真三态缓冲器模块图三态缓冲器仿真图三态缓冲器模块功能的数据输出端无三态输出功能，为了能够与单片机数据总线相连，数据输出需要加个三态门，以实现输出三态控制。

分频器模块图分频器仿真图分频器模块功能保证地址计数器和高速转换器采用同时钟信号，使地址的变化与转换器输出数据的变化同步。

地址锁存器模块图地址锁存器仿真图地址锁存器模块功能用于锁存单片机并行总线低位地址。

地址计数器模块地址计数器仿真图地址计数器模块功能个位二进制计数器，其输出作为双口写端口的地址。

系统调试高速数据采集系统是硬件和软件相结合，单片机系统数字系统和模拟系统相结合的综合电子系统。

调试时应硬件和软件相结合各子系统单独调试和联合调试相结合的原则。

从硬件上高速数据采集系统由三部分组成单片机子系统子系统以及高速数据采集子系统。

单片机子系统调试对单片机子系统来说，主要调试其软件功能是否正常。

由于高速数据采集系统的软件比较简单，主要调试显示功能是否正常。

为了测试能否正确显示波形曲线，可在单片机数据缓存冲区设定字节数据，运行波形显示程序，观察上显示的曲线是否正确。

子系统调试对子系统的调试，通过软件进行输入编译引脚锁定，下载到中。

下载成功以后，可用示波器作以下测试按单片机键，应在单片机的脚检测到负脉冲，同时在引脚观测到时钟脉冲，基本上可以认为内部设计功能正常。

高速模块的调试高速转换模块主要测试信号调理电路和转换器工作是否正常。

信号调理电路输入端接入由信号产生的峰峰值为频率为的正弦波，使用示波器观察信号调理电路的输出波形。

将转换器的脚接地，引脚加时钟信号，用示波器观察转换器数据输出端，如有信号输出，基本可判定转换器工作正常。

总结基于与单片机结合的高速数据采集系统性能稳定性实时性得到保证，摆脱了单纯用由单片机为核心的数据采集系统时的速度瓶颈，极大地提高了数据采集的速度。

整个系统具有速度高实时性好抗干扰能力强性价比高等特点。

该系统在实际应用中得到了良好效果，对正弦信号进行采样获得的数据，然后通过按速率还原即还原时频率为源信号的，其波形形态线性度良好，误差在量化误差范围内。

致谢值此论文论文完成之际，首先要感谢我的指导老师闫改珍老师，她对我的论文倾注了大量的精力并提出了宝贵的意见。

从选定论文题目那天起，便开始了搜索和查找资料。

在这段时间我看书，找资料，咨询老师和同学们起讨论等等，虽然辛苦，但最终完成了这篇论文，心里还是很高兴的。

闫老师治学认真而严谨，感谢您从研究开始路指导至本论文的完成，从论文题目的选定到论文写作的指导，经由您悉心的把关，再经思考后的领悟，由衷感谢您在论文倾注的大量心血。

感谢授课老师客商对我们的指导，你们丰富的授课内容拓宽了我的视野，让我能更顺利的完成这篇论文感谢我的同学们，你们不仅让我感受到了友情的力量，也让我感觉到了生活的愉悦。

感谢帮助过我的同学，在我论文的完成过程中给予了大量宝贵参考性意见。

感谢所有帮助和关心我的朋友。

四年紧张激烈的大学生活即将画上句号，在此我要对四年来给予我支持和帮助的老师同学表示我最诚挚的感谢，这些时光会慢慢沉淀下来，但无论何时，我想到这段岁月里，都如同是看到枚珍藏已久的夹在书里发黄的书签，永远都是那么璀璨。

感谢在课题研究和论文写作过程中所阅读参考文献的作者，前辈们的工作给了我很大的启发，感谢审阅本论文的老师，您辛苦了，最后在这收获果实的时刻，祝园丁们工作顺利，祝伙伴们梦想成真，祝亲人们身体健康，参考文献马明建，周长程数据采集与处理技术西安西安交通大学出版社，徐光辉等基于的嵌入式开发与应用北京电子工业出版社张俊谟单片机原理与应用基于系列北京北京航空航天出版社先锋工作室，吴继华，王诚设计高级篇人民邮电出版社任艳颖，王彬设计基础西安电子科技大学出版社马明建数据采集与处理技术西安交通大学出版社，祝常红数据采集与处理技术电子工业出版社，周林数据采集与分析技术西安电子科技大学出版社，黄智伟系统设计与实践北京电子工业出版社，潘松，王国栋实用教程成都电子科技大学出版社，林敏，方颖立数字系统设计与高层次综合北京电子工业出版社，高书莉，罗朝霞可编程逻辑设计技术及其应用北京人民邮电出版社，马，王丹利，王丽英可编程逻辑器件实用教程北京机械工业出版社