王薇

（四川财经职业学院 电子商务系，四川 成都 610101）

现代工业生产和科学研究对数据采集的要求日益提高，要求数据采集系统接口有较高数据传输率的同时还需要配备高性能控制器件对数据做出快速准确的处理[1]。可编程逻辑门阵列（FPGA）可现场直接根据系统要求定义和修改其逻辑功能，采用FPGA能短时间完成低成本、低功耗的数据采集系统设计[2-3]。

针对绝对编码器等SSI接口传感器的应用，文中设计了一种基于FPGA的多通道数据采集与处理系统。系统的数据分析和输出显示完全由PC机软件来完成，而数据采集是在SOPC软件的控制下由FPGA上运行的逻辑语言实现的。

1 硬件设计

根据常见的SSI接口传感器实际需求，综合考虑数据采集系统开发难易程度及元器件性能和优势等多方面因素后，设计的多通道数据采集系统硬件总功能框图如图1所示。

图1 数据采集系统硬件功能总框图Fig.1 Data acquisition system total block diagram of the hardware capabilities

数据采集系统的核心微处理器FPGA采用了ALTERA公司的CYCLONE系列芯片EP1C12Q240C8，主要用于实现同步串口（SSI）时钟产生、数据采集与整理、数据码制转换、数据通道选择、波特率转换及FIFO存储等功能，系统的所有控制语言都是在FPGA内部编程实现的。所设计的数据采集系统通过PCI9054桥接芯片实现FPGA局部总线到PMC/PCI总线的转换，而后通过PMC/PCI总线完成数据采集系统与上层母板的连接和通讯。数据采集系统的采集接口部分通过RS422串口来实现传感器到采集系统的数据传输，因工业现场数据大部分存在大量的电磁干扰，设计中采用双沟道配置高速光耦HCPL263对输入信号进行隔离，同时为满足光耦隔离电路输出信号电平需求，系统选用ADG3304 BRU进行电平转换。……