基于FPGA的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)

由上面的程序可以看見，給s_data端加載的一組16位二進(jìn)制數(shù)據(jù)為“0000-0011_0110_1011”。在ModelSim環(huán)境下，將待測試的文件與該測試文件放在同一個工程下，設(shè)置好相關(guān)參數(shù)后運(yùn)行仿真可以得到如下仿真波形，如圖7所示。

由圖7可見，從data_out這個并行的數(shù)據(jù)端口讀出的數(shù)據(jù)正是在Testbench仿真測試文件中給定的那一組測試數(shù)據(jù)，仿真得到的結(jié)果是正確的。

4 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)
在FPGA控制A／D芯片接口的軟件設(shè)計中，是通過FPGA內(nèi)部的邏輯電路實(shí)現(xiàn)了分頻，并將分頻后的信號作為A／D芯片工作的采樣時鐘，經(jīng)過測試，得知A／D芯片的采樣頻率為1．08 MHz，通過信號發(fā)生器，將輸入的模擬信號設(shè)為10 kHz、幅度為3 V的正弦波，采樣轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)上傳到上位機(jī)中，顯示的波形如圖8所示。

在同等條件下，把輸入的模擬信號的頻率調(diào)整為5 kHz。A／D芯片的采樣頻率仍然為1．08 MHz。得到的顯示波形如圖9所示。

由圖8和圖9可知，在對模擬信號采樣時，當(dāng)采樣率不變時，輸入模擬信號的頻率越低，相對地就提高了采樣點(diǎn)、減小了采樣間隔，在圖形中就越能體現(xiàn)出原始模擬信號的信息，得到的波形就更加的理想。

5 結(jié)束語
本文在研究了FPGA和USB2．0技術(shù)的基礎(chǔ)上，提出了數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的總體設(shè)計方案，以FPGA和USB2．0為技術(shù)核心，設(shè)計了硬件電路和軟件代碼并在ModelSim環(huán)境下通過了仿真測試。該系統(tǒng)不僅能夠?qū)崿F(xiàn)一般用途的數(shù)據(jù)采集，還實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的高速化、集成化和低功耗工作，為便攜化數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)提供了一種設(shè)計思路。