基于FPGA的数据采集系统设计

3 系统软件设计

3．1 总体方案设计

FPGA数据采集系统的软件总体方案设计流程图如图4所示。当FPGA、ADC以及12864显示器初始化完毕之后，判断是否有模拟信号输入到ADC器件中，如果没有，则等待信号的输入；如果有，则ADC开始采集数据并转换。转换完成之后，送到FPGA芯片进行数据处理。然后，传送到12864显示器中进行波形的显示。最后，再次判断有无信号输入到ADC中，如果有，则继续进行下次的采集流程；如果没有，则结束程序。

3．2 FIFO缓存设计

由于A／D转换器、FPGA以及12864显示器之间处理数据的速度不同，为了消除不必要的数据丢失与毛刺现象或者重复读取，可以将处理后的数据暂时存入FIFO中。FIFO是一个先入先出的堆栈，利用FPGA内部强大的寄存器功能，设计了一个FIFO的数据缓冲器。

如图5所示，A／D转换器将转换好的数据存入FIFO缓存中，FPGA检测显示器12864有无读信号，如果有读信号，则FIFO输出信号给显示器；如果没有，则数据继续存储在FIFO中，等待被取走。

4 结束语

基于FPGA在高速数据采集方面有单片机和DSP无法比拟的优势，FPGA具有时钟频率高，内部延时小，全部控制逻辑由硬件完成，速度快，效率高，组成形式灵活等特点。因此，本文研究并开发了一个基于FPGA的数据采集系统。本文中所提出的数据采集系统设计方案，就是利用FPGA作为整个数据采集系统的核心来对系统时序和各逻辑模块进行控制。依靠FPGA强大的功能基础，以FPGA作为桥梁合理的连接了ADC、显示器件以及其他外围电路，最终实现了课题的要求，达到了数据采集的目的。