郑瑞 肖顺文 王涌 陈韵文 罗春梅

摘要：本文设计了一种多通道数据采集与发送速率可变的系统，采用FPGA芯片EP4CE10F17C8N作为核心控制器件，利用Verilog HDL在QUARTUS II 13.1平台上对数据采集模块、数据存储模块、数据发送模块以及系统控制模块进行描述，并使用Modelsim仿真工具对各个模块进行模拟仿真，最后通过AC620开发板测试，实现了多通道的数据采集和速率可变的串口发送功能。

关键词：数据采集;FPGA;Verilog HDL

中图分类号：TP274.2 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2020）01-0117-02

0 引言

科学技术的蓬勃发展，数据采集系统已广泛应用于各个领域，航天、军事、医疗、工业等尤其是在高精度产品的检测和监控项目中发挥着重要作用。与单片机、ARM相比，FPGA具有内部资源丰富、并行处理能力强、稳定性好、可重配置等优良特点，特适合用于数据采集系统设计。本设计以FPGA芯片作为核心控制器件，实现8通道12位分辨率的A/D数据采集与速率可改变的串口发送系统。为方便在AC620开发板上进行测试，将本系统的采样率设计为6.25MHz，发送速率为1200、2400、9600、19200、115200等，利用RS232串口将数据发送到PC端。与传统的数据采集系统相比，本设计将数据采集系统与数据发送系统相结合，同时发送速率可变，实现了数据采集与发送的一体化。

1 系统设计

1.1 系统总体电路设计

如图1所示为本系统设计模块图，该系统由按键消抖、控制A/D采样、数据采样、数据存储、控制数据发送、串口发送等六个模块组成。当控制A/D采样模块检测到按键按下，立即产生使能信号启动A/D数据采样模块进行100次的数据采样，因A/D采样的速率与串口发送速率不匹配，为保证数据不丢失，设计将采样数据暂存FIFO存储器中，当控制数据发送模块检测到FIFO中有数据时便启动串口发送数据，一直到FIFO中全部数据发送完为止。……