多通道宽范围模拟量测量电路设计开题报告

1. 研究目的与意义

数据采集，是指从传感器和其它待测设备等模拟和数字被测单元中自动采集信息的过程。 数据采集系统是结合基于计算机（或微处理器）的测量软硬件产品来实现灵活的、用户自定义的测量系统。

随着计算机技术的飞速发展和普及，数据采集系统在多个领域有着广泛的应用。在现实中要通过计算机对现实世界中的信息进行处理和显示，首先必须将计算机和现实世界联系起来，这需要将真实世界中的各种信号(称为模拟信号)转化为计算机可以识别、存储的信号(称为数字信号)。数据采集技术是以前端的模拟信号处理、模拟信号数字化、数字信号处理和计算机控制技术等高科技为基础而形成的综合技术。它在许多领域得到了广泛的应用。数字技术促进了上述这些领域的发展，而反过来又对数据采集系统提出了愈来愈高的要求。一个大型的数据采集系统由以下几个部分组成：数据测量、数据采集、数据传送、数据存储、数据处理、数据分析和数据显示等。数据采集系统的应用范围越来越多、所涉及到的测量信号和信号源的类型越来越宽、对测量的要求也越来越高。国内现在已有不少数据测量和采集的系统，但很多系统存在功能单一、采集通道少、采集速率低、操作复杂、并且对测试环境要求较高等问题。人们需要一种应用范围广、性价比高的数据采集系统。

近年数据采集系统的应用范围越来越多、所涉及到的测量信号和信号源的类型越来越宽、对测量的要求也越来越高。国内现在已有不少数据测量和采集的系统，但很多系统存在功能单一、采集通道少、采集速率低、操作复杂、并且对测试环境要求较高等问题。人们需要一种应用范围广、性价比高的数据采集系统。由于数据采集系统的应用范围越来越宽，所涉及到的测量信号和信号源的类型越来越多，对测量的要求也越来越高，国内现在已有不少数据测量和采集的系统，目前针对多通道数据采集体统的研究主要集中在数据传输的同步性、系统容量及低能耗等特点。人们需要一种应用范围广、性价比高的数据采集系统。因此设计一个多通道宽范围模拟量测量电路设计是很有必要的。

2. 研究内容和预期目标

针对数控系统对信号采集和控制的要求, 设计了一款高速多通道模拟数据采集系统, 该数据采集系统以 fpga 作为主控芯片, 实现多通道宽范围的模拟量信号的实时采集。

论文中主要对基于fpga的数据采集系统的设计与实现进行论述，并设计制作出硬件电路实现，以此研究数据采集的一个简单应用以及说明基于fpga的数据采集的灵活运用。这个电路设计主要基于verilog hdl语言的开发并结合研究lcd显示原理及其工作时序以达到编写设计lcd智能显示的verilog hdl程序模块。在电路的前端，为了使测量的数据在一个可控的范围设计了一个数据转换装置。

主要工作有以下几点：

3. 研究的方法与步骤

本课题是基于fpga开发为主，以软件代码作为执行程序，是一个软硬件兼顾的课题设计。研究的方法和步骤自然而然也就两个方面。主要是基于fpga的研究，多通道宽范围信号输入，灵活的测量数据，完成整体的硬件布局。编程方面。运用hdl编写程序为主胁从fpga的工作完成

通过运用仿真器来对设计的电路进行验证，并通过采用标准信号源的方式来测试已完成的电路。

4. 参考文献

[1]徐爱钧，智能化测量控制仪表原理与设计，北京航空航天大学出版社，2004年

[2]张立科，单片机典型模块设计实例导航，北京人民邮电出版社，2004年

[3]江小安，模拟电子技术，西北大学出版社，2006年10月

5. 计划与进度安排

1第1-3周查找、整理资料，撰写开题报告。 2第4-6周学习Verilog HDL语言、FPGA的软硬件的开发环境QuartusⅡ等。 3第7-8周设计并论证整体硬件电路。 4第9-10周 编写调试Verilog语言程序。 5第11-13周 设计调整采集模块、FPGA控制模块、按键模块、显示模块，进行系统联调。 6第14-15周 整理设计材料，撰写毕业设计论文并修改。 7第16-17周 预备答辩。