多路信号测量电路的设计_开题报告.pdf

毕业设计/论文

开题报告

课题名称多路信号测量电路的设计

院系机电与自动化学院

专业班电气工程及其自动化

姓名

评分

指导教师

毕业设计开题报告撰写要求

1.开题报告主要内容

1）课题设计的目的和意义；

2）课题设计的主要内容；

3）设计方案；

4）实施计划。

5）主要参考文献：不少于5篇，其中外文文献不少于1篇。

2．撰写开题报告时，所选课题的课题名称也不得多于25个汉字，课题

设计份量要适当，设计中必须是自己的设计内容。

3.开题报告的字数不少于2000字（艺术类专业不少于1000字），格

式按《本科毕业设计/论文撰写规范》的要求撰写。

4.指导教师和责任单位必须审查签字。

5．开题报告单独装订，本附件为封面，后续表格请从网上下载并用A4

纸打印后填写。

6.此开题报告适用于全校各专业，部分特殊专业需要变更的，由所在系

在基础上提出调整方案，报学校审批后执行。

学生毕业设计开题报告

学生姓名学号专业班级电气自动化

机电与自动化

系别指导教师职称

学院

课题名称多路信号测量电路的设计

1课题设计的目的和意义

1.1课题设计的目的

数据采集系统是计算机测控系统中不可或缺的组成部分，是影响测控系统的精度

等性能指标的关键因素之一，常用数据采集方案是以微处理处理为核心控制多个通道

的信号采集、预处理、存储和传输，即用软件实现数据的采集，这在一定的程度上局

限了数据采集的速度、效率及时序的精确控制。20世纪80年代起步的FPGA（Field

ProgrammableGateArray）,现场可编程门陈列技术近年来发展非常迅速，并广泛应

用于通信、自动控制、仪器仪表、信息处理等诸多领域。现在的FPGA器件具有高集中

成度、高时钟频率、时序控制精确、编程灵活等明显优于普通微处理器的特点，因此

系统如果采用FPGA为核心控制ADC和数据传输，这样可达到预期要求，并简化外围电

路，降低设计风险，缩短开发周期。

FPGA却有单片机和DSP无法比拟的优势。本文提出了运用VHDL语言，以硬件的

方式通过对AD转换芯片进行时序控制，并同时实现相关顺序的多路开关切换，最终实

现高速多路采样，采样的结果保存在FIFO中供上位机进行调用。通过FPGA不仅完成

了系统中全部数字电路部分的设计，并且使系统具有了较高的可适应性、可扩展性和

可调试性。

1.2课题设计的意义

在高速多路数据采集系统中，通常采用单片机或数字信号处理器DSP作为微控制

器，控制模数转换器ADC及其他外围设备的工作。但是基于单片机或DSP的高速多路数

据采集系统都有一定的不足。由于单片机运行的时钟频率较低，并且单片机是基于顺

序语言的，各种功能都要靠软件的运行来实现，因此随着程序量的增加，如果程序的

健壮性不好，会出现“程序跑飞”和“复位”现象。DSP的运算速度快，处理复杂的乘

加运算有一定的优势，但是很难完成外围设备的复杂硬件逻辑控制。因而单片机或DSP

很难满足高速多路数据采集系统对实时性和同步性的要求。

现场可编程门阵列(FPGA)是在PAL、GAL、EPLD等可编程器件的基础上进一步发展

起来的。FPGA时钟频率高，内部延时小，运行速度快，全部控制逻辑由硬件完成。它

本身集采样控制、处理、缓存、传输控制、通信于一个芯片内，编程配置灵活、开发

周期短、系统简单，具有高集成度、体积小、低功耗、I/O端口多、在系统编程等优

点。在高速多路数据采集系