堆疊式微型數據采集系統(tǒng)關鍵技術研究.pdf

1、當前，新型的數據采集系統(tǒng)正在朝著結構微型化、功能通用化、通道可擴展的方向發(fā)展。堆疊式微型數據采集系統(tǒng)基于微型結構設計，具備配置靈活、通道易擴展的突出特點，能實時采集和存儲設備工作過程中的振動、沖擊、壓力、應變和溫度等信息。在車輛安全測試、航天試驗分析、安全器械研發(fā)等應用領域具有重要的現實意義。
　　論文針對堆疊式微型數據采集系統(tǒng)的設計要求，從系統(tǒng)指標分析和總體設計方案出發(fā)，對采集系統(tǒng)的硬件電路和FPGA控制邏輯進行了詳細介紹。主要

2、完成了以下幾個方面的工作:
　　(1)首先設計了橋式傳感器接口電路和前端程控放大、程控濾波等電路，能根據上位機寫入的程控參數完成信號調理設置。完成了芯片選型和電路原理圖繪制。針對3路獨立ADC設計了同步采集電路，采用異步FIFO對各通道采集數據進行緩存和編幀。
　　(2)針對采集系統(tǒng)可靈活配置采集模塊數量，擴展采集通道的設計要求，從優(yōu)化物理接口和可靠通信的角度出發(fā)，設計了以M-LVDS接口為基礎的多點互聯總線通信鏈路，對M-

3、LVDS多點通信技術進行分析說明，并對數據采集模塊和控制模塊之間的指令與數據傳輸幀格式進行了規(guī)定和校驗。
　　(3)使用Verilog語言編寫了各控制模塊的邏輯程序，使用Modelsim軟件對各模塊進行了功能仿真和時序分析。最后為采集系統(tǒng)搭建了系統(tǒng)測試平臺，使用ChipScope軟件完成邏輯程序的板級調試，使用相關儀器對調理電路進行測試分析，并通過上位機軟件對采集系統(tǒng)的指令和數據傳輸性能進行了驗證。
　　測試結果表明本課題設