高金转 严帅 张会新

摘 要： 针对在航天测试领域中对多个地点处多路模拟信号进行精确采集的需求，设计了相距1 m的6个传感器节点，每个节点10路模拟信号的采集系统。该系统以Spartan?6 FPGA为核心芯片，控制24位精度的模数转换模块、40 Mb/s传输速率的RS 485总线传输模块和USB接口模块的工作，大大简化了以前的测试系统，并提高了采集数据的可靠性和系统工作的稳定性，可广泛应用于对精度要求较高的航天测试系统。

关键词： 数据采集网络； RS 485； ADS1258； USB接口； 系统设计； 传输速率

中图分类号： TN710?34； TP335 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2018）07?0174?04

Design and implementation of ADS1258 data acquisition

network system based on RS 485 bus

GAO Jinzhuan1， 2， YAN Shuai3， ZHANG Huixin1， 2

（1. National Key Laboratory for Electronic Measurement Technology， North University of China， Taiyuan 030051， China；

2. Key Laboratory of Instrumentation Science & Dynamic Measurement of Ministry of Education， Taiyuan 030051， China；

3. Beijing Institute of Astronautics System Engineering， Beijing 100076， China）

Abstract： In order to accurately acquire the multi?channel analog signals at different sites in the spaceflight measurement field， a acquisition system was designed and implemented， which has 6 sensor nodes for 1 meter， and each node has 10?channel analog signal. The Spartan?6 FPGA is taken as the core chip of the system to control the analog?to?digital conversion module with 24?bit， RS 485 bus transmission module with 40 Mb/s， and USB interface module. The system can simplify the previous test system greatly， improve the reliability of data acquisition and stability of system working， and is widely used in the spaceflight test system with high precision requirement.

Keywords： data acquisition network； RS 485； ADS1258； USB interface； system design； transmission speed

0 引 言

在测试测量系统中，经常需要对多个地点的多个模拟量信号进行精确采集，其测试方法较为繁琐，测试数据精度略低。为简化测试系统并提高采集数据的精度，设计一个网络化的高精度采集系统显得尤为重要。其中，影响整个测试系统综合指标的关键因素之一是A/D转换器的性能参数，故选用具有16路24位高精度的模数转换器ADS1258[1]，可获得高保真度、高信噪比、高分辨率的数字信号[2]。网络化则可改善测试方式，使得测试方便易操作，选用TI公司的RS 485接口芯片ISO1176T，具有生命周期更长、可靠性更高、更高速度和更多节点等特性和优势，可满足设计要求[3]。

1 系统总体设计

本系统是基于RS 485总线的传感器网络节点的设计，主要实现了对相距1 m的6个传感器节点处共60路模拟信号进行精确采集，并传输至上位机显示，其中传感器节点的设计由A/D采集模块、FPGA控制电路和RS 485总线模块组成，终端的设计由FPGA控制电路、RS 485总线模块和USB接口组成。……