双通道同步高速数据采集器的设计
双通道同步数据采集系统的设计与实现
合需要 有严 格 的控 制 时 序。在 此 ， 用 Ｅ １ ６ Ｃ ４ 使 Ｐ Ｃ Ｔ １４
如 图 １所 示 。
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Ｉ 电流
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ｌ 电压
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本文根据 等 离子 体 电流一 电压 （— ） 性 测 量要 Ｉ 特 Ｖ 求 ， 计了一个数据 采集 系统 。系统能 够实现 如下 功 设 能： ①对等离子体 电流和 电压 的高速 （ ≥１Ｍ ｚ 同步 Ｈ） 采集 测量 ； ②完成采 集 电流 、 电压数 据 的同步 组合 ， 形
关键 词 ：双通道 同步数 据采 集 中图分 类号 ：Ｔ ２ ４＋ ２ Ｐ ７ ． Ａ Ｍ Ｆ Ｇ ＦＦ Ｒ Ｐ Ａ ＩＯ 文 献标 志码 ：Ａ
Ａｂ ｔａｔ ｎｏｄ ｒ ｏｒｐｄｙａ ｄｐｅ ｉ ｌ ｃ ｌ ｃ ｅＩ ｈ ｒｃｅ ｓ ｃ ｆ ｌｓ －ｔｅｄ ａ ｃａ ｎ ｌ ｙ ｃ ｒｎ ｕ ａａａ ｑ ｉｔ ｎｓｓ ｍ ａ ｓｒ ｃ ：Ｉ ｒｅ ａ ｉｌ ｎ ｒｃｓ ｙ ｏｌ ｔｈ － ｃ ａａｔｒ ｔ ｓｏ ａｍ￣ ｈ ｕ ｌ ｈ ｎ ｅ ｎ ｈｏ ｏ ｓｄ ｔ ｃ ｕｓ ｉ ｙｔ ｈ ｓ ｔ ｅ ｅ ｔ Ｖ ｉｉ ｐ ｓ ｉｏ ｅ
Ｉ存 Ｉ驱 程 储 动 序 ｆ 南器 ，
图 １ 系统 结 构 图
Ｆｉ．１ Ｓ ｒ ｃｕｒ ｆｔ ｅ ｓ ｔｍ ｇ ｔｕ ｔ ｅ ｏ ｈ ｙｓｅ
１ 系统结构 设计
系统 的控 制 核心 是 ＡＲ 处 理 器 Ｌ Ｃ ２ ４和 Ｆ Ｇ Ｍ Ｐ ２１ ＰＡ
多通道高速并行预处理数据采集模板设计
多通道高速并行预处理数据采集模板设计一、引言在当今大数据时代，数据采集和处理已经成为了各个领域的重要任务。
多通道高速并行预处理数据采集模板设计是一种能够提高数据采集效率和精度的技术，本文将详细介绍该技术的设计与实现。
二、多通道高速并行预处理数据采集模板设计原理1. 多通道采集原理多通道采集即使用多个传感器或设备同时采集不同类型的数据，并将其整合到一个系统中进行处理。
这种方式可以提高数据采集效率和减少误差。
2. 高速并行原理高速并行即使用多个处理器同时进行数据处理，以提高数据处理速度和效率。
这种方式可以充分利用计算机的多核心优势，加快计算速度。
3. 预处理原理预处理即在进行实际计算之前，对原始数据进行一定程度的清洗、过滤、归一化等操作，以提高后续计算过程的准确性和稳定性。
三、多通道高速并行预处理数据采集模板设计流程1. 硬件设计硬件方面需要选择适合需求的传感器或设备，并通过接口将其连接到计算机上。
同时需要选择合适的处理器和内存等硬件设备，以保证系统能够高效地运行。
2. 软件设计软件方面需要编写数据采集程序、并行处理程序和预处理程序。
其中，数据采集程序需要实现多通道数据采集的功能，而并行处理程序需要将各个通道的数据进行整合，并进行并行计算。
预处理程序则需要对原始数据进行清洗、过滤、归一化等操作。
3. 数据存储为了保证采集到的数据能够被后续的分析和应用所使用，需要将其存储到数据库或文件中。
这样可以方便地进行后续的查询和分析。
四、多通道高速并行预处理数据采集模板设计实现1. 硬件实现硬件实现需要根据具体需求选择适合的传感器或设备，并将其连接到计算机上。
同时需要选择合适的处理器和内存等硬件设备，以保证系统能够高效地运行。
2. 软件实现软件实现需要编写数据采集程序、并行处理程序和预处理程序。
其中，数据采集程序可以使用各种编程语言来实现，如C++、Python等；并行处理程序可以使用OpenMP、MPI等技术来实现；而预处理程序则可以根据具体需求选择不同的算法来实现。
双通道高速数据采集端的硬件电路设计
科 技 前 沿1科技资讯 S CI EN CE & T EC HNO LO GY I NF OR MA TI ON 由于系统采集信号的时间较短,数据量较大,故设计的采集系统属于高速采集范畴。
随着科学技术的飞速发展,对各个领域的科研探索不断深入,被采信号对采样速率的要求越来越高。
近年来,伴随电子业的飞速发展,高速集成器件IC 带来的问题也得到很好的解决。
随着计算机技术广泛应用到工程实践中,整个社会的数字电子化程度越来越高,数据采集技术的应用场合越来越广泛,通用的高速数据采集系统可用于雷达、引信、生物电波、视频、电子学频谱、示波器、声波分析等瞬态信号的实时采集和研究观察等场合[1]。
其中基于FPGA的控制、SDRAM存储的高速数据采集系统具有可靠性高、数据不丢失、抗干扰性强、便于数据传输、存储、显示和处理,可扩展性好等优点,因而具有一定的实用价值和良好的DOI:10.16661/ki.1672-3791.2015.23.001双通道高速数据采集端的硬件电路设计①黄秀珍 储萍(浙江理工大学科技与艺术学院 浙江杭州 311121)摘 要:在数据采集理论的基础上,提出系统整体硬件设计方案。
采用12位双通道的A/D电路设计,选用的高速A/D芯片是AD9226,理论值上最高采样率可达到65MSPS。
12位双通道A/D板通过40个扩展口与FPGA系统进行相连接。
经过测试,能够实现50M高速采集的功能。
关键词:高速数据采集 硬件设计中图分类号:TN79文献标识码:A文章编号:1672-3791(2015)08(b)-0001-02①课题来源:浙江理工大学科技与艺术学院科研项目(KY2013003)《基于FPGA的高速数据采集系统的设计与实现》。
基金项目：浙江理工大学科研项目(KY2013002)《基于波形特征的LED驱动电源磁性元件电参数测量关键技术研究》。
图1 AD 高速采集模块框图图2 A9226设计电路. All Rights Reserved.科 技 前 沿2科技资讯 SC I EN C E & TE C HN O LO G Y I NF O R MA T IO N应用前景。
双通道实时数据采集处理系统的设计与实现
维普资讯
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器， 目标代 码与 Ｔ ３ ０ ３ 兼 容 它采 用 内部总 线结 构和专 门的数 字信 号处理 指令 系统 ． ＭＳ ２Ｃ ０ 可 以在 单周期 内 ． 整数 或浮 点数作并 行 的乘法 及算术 、 对 逻辑 运算 ！Ｔ ３ ０ ３ ＭＳ ２Ｃ １具有两 个 定时
实 时
数据采集 ｌ 字信号处理 器（ Ｓ ； 数 Ｄ Ｐ）归一化最小均方误 差（ ＭＳ 算 法 ； ＮＬ ） 自适 应噪声抵 消 ；
中圉法分 类号
ＴＮ９ １ ７ １．２
文章编 号
１０ —８ ２ ２ ０ ） １１ ３０ ０ １１ ６ （０ ２ ０ —３ ６
ＴＭＳ ２Ｃ Ｊ数字 信号 处理器 （ Ｐ） ＴＩ 司 Ｔ ３０ ３ 第 三代 ） ３０ ３ ＤＳ 是 公 ＭＳ ２Ｃ Ｘ（ 系列数 字信 号处理 器 中的 一种 高性 能 ３ ２位浮 点运算 器件 。ＴＭＳ ２Ｃ３ 固其高速 数据 处 理能力 及 创新的 结构 ． ３０ Ｘ 大规 模 的片 内存储器 ， 功能 强大 的寻址方 式和 高度 的并行性 ， 已成 为理想 的 Ｄ Ｐ应用器 件 ， Ｓ 在
器和 一个 串行接 口． 通过 串行 口 ￣Ａ／ － Ｄ和Ｄ／ 转换器 件相连 接 ． Ａ 具有结 构 简单 、 容易 实现等优
点
Ｔ ３ ０ ３ 的 串行 口带有 辅助控 制寄 存器组 ． 供 ｒ８个存储 器映射控 制 寄存 器 。串行 ＭＳ ２ Ｃ １ 提 口的功能 和工 作方式 ， 以通 过对 控制 寄 ｌ器 进行 编程来 设 定 。 局控制 寄存器 控制 串行 口的 可 ｒ 孚 全 总体功能 并确 定 串行 口的上 作方 式 ， 两个接 口控制 寄存器控 制 ６个 串行端 口的功 能 ， 发送缓 冲 器 装载 下次 被发 送的 完整字 ． 收缓 冲器 容纳 最后 接收 的 １个完整 字 ， 接 ３个附 加 的寄存 器与 串 行 口定 时器 的发送接 收部分 相联 系。 串行 口能够 配置 成每 １个字 传辅８ １ ，４或 ３ ．６ ２ ２位的数据 ，
高速数据采集系统得设计
高速数据采集系统得设计摘要：本文介绍了一种双路高速数据采集系统设计的方案，该系统通过FPGA实现了对高速A/D转换芯片的控制，并结合了应用非常广泛的单片机讨论了这一控制电路的设计思想，以及它们之间的数据处理方法。
关键词：高速A/D转换（TLC5510）；单片机；FIFO；FPGA ；MAX5190 引言该数据采集系统是通过采样电路将输入的模拟信号进行模/数转换，然后将转换的结果交由FPGA或者送到单片机进行处理，并显示。
传统的方法多数由CPU 或者单片机直接控制实现。
其编程简单、控制灵活，但缺点三控制周期太长、速度较慢，不适合高速的采集。
特别是对高速转换的A/D来说，由于其转换速度很快，而单片机的速度成了整个系统的瓶颈，它限制A/D的转换速度。
就拿本介绍的高速A/D器件TLC5510来说，由于其转换速度最高可达20M，即采样周期大0.05us，远小于一条单片机的指令周期。
因此单片机对此类高速A/D器件完全无从控制。
这样在一定程度上限制了单片机在高速数据传输领域内的应用。
但是我们提出了FPGA+单片机的控制方案很好地解决了这一问题。
该系统发挥了两者的长处，单片机提供了友好的人机界面，而FPGA实现了对高速的控制，两者通过并行总线的方式连接。
整个系统模块化程度高，接口明确，易于扩展，可靠性高。
一、系统设计与方案论证该系统要求对模拟输入信号进行采集存储并且还要用示波器观察，同时还要对信号进行处理（求基波频率、有效值、二次谐波和三次谐波值），并且在发挥部分还要用LCD显示输入信号波形。
由于输入的是模拟信号，而存储的是数字信息，所以要对模拟输入进行调理、量化并将其数字信号存入数据存储器（RAM）；而后在显示时再从存储器中读出数据并恢复为模拟信号，作为示波器的模拟输入，所以在该系统应具有AD、DA、RAM、等主要器件，以便对输入信号进行量化、存储和恢复。
在该系统中，控制器一方面控制AD进行数据采样同时还要将采集的数据存入RAM中；另一方面将RAM中的数据读出送给DA 并控制DA进行转换以便示波器显示；再一方面就是对采得的数据进行数字处理并控制LCD显示输入信号的信息特征。
基于DSP双通道高速数据采集卡的设计
第１卷 １
第 ３期
哈 尔 滨 理 工 大 学 学 报
Ｊ ＯＵＲＮＡＩ ＨＡ Ｉ ＲＢ Ｎ ＵＮＩ Ｖ．Ｓ ．＆ Ｔ ＣＨ． ＣＩ Ｅ
Ｖ０ ＿ Ｎｏ ３ ｌｌ ｌ ．
２０ ０ ６年 ６月
Ｊ ｎ ，２ ０ ｕ ． ０６
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Ｔｈ ｓｇ ｆＤｕ ｌ ａ ｎ ｌ ｇ ｅ ｄ Ｄａ ａ ｅ Ｄｅ ｉｎ ｏ ａ Ｃｈ ｎ ｅ Ｈｉｈ Ｓｐ ｅ ｔ Ａｃ ｕｓｔ ｎ Ｃａ ｄ Ｂ ｓ ｄ ｏ ｑ ｉｉｏ ｒ ａ ｅ ｎ ＤＳＰ ｉ
ＨＵ ｎ －ｈ ｎ， ＷＡ － ， Ｂｉｇ ｓ ａ ＮＧ Ｘｕ ｌ ｇ， ＷＡ ｉ ａ ＮＧ ｊ－ ｏ， 册 ｔ Ｘｉｏ ａ一
收稿 日期 ： ０ ５ ０ — ０ ２０ — ８ ３
作者简介 ：胡冰山 （９ ２一） 男 ， １８ ， 哈尔滨理工大学硕士研究生
当有高频扰动信号产生时 ， 扰动信号与正常的直流
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第３ 期
胡冰山等 ： 基于 Ｄ Ｐ双通道高速数据采集卡的设计 Ｓ
ｌ 引 言
在计算机测量 、 控制及信号处理中， 数据采集起 着十分重要的作用． 数据采集是获取信息的一种重 要手段 ， 随着技术的发展 ， 人们对数据采集的各项技 术指标 ， 提出了更高的要求 ， 尤其是在采样频率和分
辨率方 面．
２ 信号采集 与处理
２ １ 千扰 信 号及信 号调 理 电路 ．
在电力系统中， 由于雷击 、 开关闭合等因素的影 响， 变电所 的二次侧直流 电源电压会叠加一个高频 扰动信号． 经实际考查 ， 其频率一般大于５ Ｈ ， ｚ最高 ｋ 可达到几十兆赫兹 ， 峰值最高可达 ｌ Ｖ ． ｋ 经中华人民共和国电力工业部 １９ ９４一ｌ 一 ｒ批 １ｃ ７ 准， 要求记录因短路故障或系统操作引起 ， 由线路分 布参数参与的， 作用在线路上出现的电流及电压暂态 过程． 为了记录此暂态过程， 设计了一种数据采集卡．
同步高速PCI数据采集卡,2通道同步,每通道150M采样频率。
Delay-Trigger N
Pre-Trigger M
Middle-Trigger
Post-Trigger
Digital M
N N
-trigger N
（一）、后触发采集
10
阿尔泰科技发展有限公司
触发事件 开始采集 启动采集
触发信号
数据
采集结束 开始传输数据
时间
N个数据
如上图，后触发采集是在开始采集后，等待触发事件发生，启动采集，采集完规定的数据量后停止采集。
模拟通道CH1 模拟通道CH2
模拟触 发电路
触 发 模拟触发 源 复 用 器
TRG
Interfac e Trigger bus
触发 选择
内部电路
二、触发模式 PCI8552 支持多种触发模式：后触发、预触发、中间触发、硬件延时触发。
+trigger
-trigger Analog
+trigger Tgger Event
AUX_TRGI
未用
5
PCI8552 高速数字化仪硬件使用说明书
第三章 各种信号的连接方式
第一节、AD 模拟量输入信号连接方式
第二节、外时钟输入信号连接方式
版本 6.00.00
第三节、ATR 模拟量外触发信号连接方式
注：ATR 从 AI0～AI1 的任一通道输入。 第四节、DTR 数字量外触发信号连接方式
第二节、AD 模拟量输入功能
注：括号中的单词为软件中的 AD 参数 ◆ 输入量程：±5V、±1V ◆ 转换精度：12 位(Bit)
◆ 采样频率(Frequency)：最高 150MHz 注释：各通道实际采样速率=采样速率（同步采集） ◆ 物理通道数：2 通道同步 ◆ 模拟量输入方式：单端模拟输入 ◆ 数据读取方式：DMA 方式 ◆ 存储器深度：2GB 的 RAM 存储器 ◆ 每通道存储深度：1GB ◆ 时钟源选择（OutClockSource）：内时钟、外时钟 ◆ 触发模式（TriggerMode）：中间触发、后触发、预触发、硬件延时触发 ◆ 触发源(TriggerSource)：软件触发，ATR 触发、DTR 触发、Trigger 信号触发 ◆ 触发方向：下降沿触发、上升沿触发、上下边沿均触发 ◆ 触发电平（TrigLevelVolt）：由输入量程决定 ◆ 模拟量触发源(ATR）输入源：从 AI0～AI1 的任一通道输入 ◆ 模拟量触发源(ATR）输入范围：触发电平可按 12 位精度计算，具体请参考《ATR模拟触发功能》 ◆ 触发源 DTR 输入范围：标准 TTL 电平 ◆ 耦合方式：直流、交流 ◆ 软件自动校准 ◆ 外时钟的范围为 40M～150MHz，幅值为 2Vpp ◆ 模拟输入阻抗：1MΩ(另可选 50Ω) ◆ 工作温度范围：0℃ ～ +50℃ ◆ 存储温度范围：-20℃ ～ +70℃
多通道数据采集系统的设计与实现
多通道数据采集系统的设计与实现近年来，随着科技的不断发展和数据的迅速增长，对于多通道数据采集系统的需求越来越迫切。
多通道数据采集系统旨在通过多个输入通道同时采集、传输和处理多组数据，以满足大规模数据采集和处理的需求。
本文将详细介绍多通道数据采集系统的设计与实现。
1. 系统需求分析在设计多通道数据采集系统之前，首先要明确系统的需求。
根据具体的应用场景和目标，我们需要确定以下几个方面的需求：1.1 数据采集范围：确定需要采集的数据范围，包括数据类型、数据量和采集频率等。
这将直接影响系统的硬件选择和设计参数。
1.2 数据传输和存储要求：确定数据传输和存储的方式和要求。
例如，是否需要实时传输数据，是否需要数据缓存和压缩等。
1.3 系统的实时性要求：确定系统对数据采集和处理的实时性要求。
根据实际应用场景，可以确定系统对数据延迟和响应时间的要求。
1.4 系统的可扩展性：考虑系统的可扩展性，以满足未来可能的扩展需求。
这包括硬件和软件的可扩展性。
2. 系统设计在需求分析的基础上，我们进行多通道数据采集系统的设计。
系统设计主要包括硬件设计和软件设计两个方面。
2.1 硬件设计根据需求分析中确定的数据采集范围和要求，我们选择合适的硬件设备进行数据采集。
常用的硬件设备包括传感器、模拟信号采集卡和数字信号处理器等。
2.2 传感器选择根据需要采集的数据类型，选择合适的传感器进行数据采集。
不同的传感器适用于不同的数据类型，如温度传感器、压力传感器、光传感器等。
2.3 采集卡设计针对多通道数据采集系统的特点，我们需要选择合适的模拟信号采集卡进行数据采集。
采集卡应具备多个输入通道，并能够同时采集多个通道的数据。
2.4 数字信号处理器设计针对采集到的模拟信号数据，我们需要进行数字信号处理。
选择合适的数字信号处理器进行数据处理，如滤波、采样和转换等。
2.5 软件设计针对系统的需求和硬件的设计，我们需要进行软件设计，以实现数据采集、传输和处理。
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双通道同步高速数据采集器的设计
摘要：本文设计了一种Windows操作系统环境下通过USB接口实现
的双通道同步高速数据采集器。
该采集器利用FT2232H接口芯片完成上位机USB口与ADC转换器件之间的数据通讯。
采集器中设置有一个微处理器(MCU)，上位机通过USB口发布命令给数据采集器，可以控制采样频率、数据长度及
数据传输速率等参数。
该采集器设置有两路同步工作的ADC，可实现双通道信
号高速采集，最高采样频率可以达到10MSPS。
引言
作为信号处理的第一步，数据的采集传输成为影响系统性能的重要环节。
RS232等传统串口不仅难以满足高速要求，且被主流笔记本所摒弃，而USB接口具有连接方便，高速，即插即用，支持热插拔等优点，使其成为PC机的标
准配置，应用范围越来越广。
很显然，利用USB标准实现对仪器仪表输出的
模拟信号采集和数据传输已经成为趋势。
梁鸿翔等人利用Cypress公司的USB 控制芯片CY7C68013和同步数据采集芯片AD7862实现双通道信号的同步采
集传输，但其驱动开发复杂，灵活性差等缺点，限制了其应用范围。
本文采用
FT2232H作为USB协议转换芯片，连接两路独立的ADC，配套底层驱动，避
免了驱动开发的难题，而且灵活性好，可扩展性高。
系统组成
本文数据采集器由MCU，FT2232H接口芯片，两路ADC(本文为
ADC1173)和电源转换电路等组成，其结构框系统硬件设计
系统硬件设计主要包括电源部分设计，各器件之间的接口设计和一些辅
助电路设计。
本文采用TPS54140电源芯片，外部24V电压供电，转换为系统
所需的3.3V。
系统硬件电路设计的重点是FT2232H与ADC的接口设计和。