ARM+USB接口的高速数据采集系统设计

"基于CPLD/FPGA高速数据采集系统的设计" 本文主要探讨了一种改进的高速数据采集系统设计，旨在解决传统数据采集系统存在的问题，如单片机的数学运算能力不足，PCI总线的局限性，以及安装连接的不便等。通过采用先进的技术，这种新设计能够提供更高的数据处理能力和更快的采样速度。 传统的数据采集系统常常基于单片机，数据传输主要依赖PCI总线。然而，这种系统存在一些缺点：计算能力有限，受制于计算机的插槽数量和中断资源，安装连接过程复杂，并且容易受到机箱内部电磁环境的影响。这些因素限制了基于PCI总线的数据采集系统的发展和应用。为了解决这些问题，文章提出了一种新型的数据采集系统设计，该设计采用ARM 32位嵌入式微处理器作为控制器，通过USB接口与上位机进行通信，提高了系统数据处理能力，降低了对PC机和接口速度的依赖。 在系统设计中，CPLD（复杂可编程逻辑器件）和FPGA（现场可编程门阵列）被用于构建高速数字平台，与ARM处理器和单片机一起实现智能控制和高效的数据处理。系统主要由以下几个模块组成： 1. 微处理器：使用Philips公司的A系列32位嵌入式微处理器，负责系统的整体管理和控制。 2. 数字逻辑平台：由CPLD和FPGA组成，CPLD主要用于输入控制，而FPGA则连接并协调系统中的其他组件。 3. 输入控制：管理外部设备的信号输入，确保数据采集的准确性和实时性。 4. A，B通道输入处理和C通道输入处理：针对不同类型的信号进行预处理，优化数据质量。 5. 整形：对原始信号进行滤波和整形，减少噪声和干扰。 6. A/D转换：将模拟信号转换为数字信号，是数据采集的关键步骤。 7. 采样时序控制：精确控制采样频率和时序，确保高速采样的稳定性。 8. 键盘液晶显示：提供用户交互界面，展示系统状态和采集结果。 9. 存储器扩展：用于存储大量采集到的数据，以便后续分析和处理。 CPLD/FPGA的选择具有现场可编程性，这使得设计更加灵活，可以快速校验和调整设计，从而显著缩短了系统的研发周期。这种设计不仅提高了数据采集系统的性能，还增强了其适应性和可扩展性，对于实时采集、处理和控制有重要价值。 总结来说，本文介绍的基于CPLD/FPGA的高速数据采集系统设计，通过采用ARM微处理器和USB接口，有效地解决了传统数据采集系统的局限性，提升了系统的数据处理能力、采样速度和可靠性，为现代数据采集应用提供了更优的解决方案。这种设计方法对于未来高速数据采集系统的发展具有重要的指导意义。