USB讀數(shù)裝置及上位機(jī)的設(shè)計(jì)
摘要:數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是將傳感器輸出的模擬信號進(jìn)行采集,轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號,然后送入計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理,并按所需要的形式輸出處理結(jié)果的系統(tǒng)。但在一些應(yīng)用場合,數(shù)據(jù)采集后無法立即進(jìn)行數(shù)據(jù)分析,因而把數(shù)據(jù)存入記錄器,事后由讀數(shù)裝置把數(shù)據(jù)從記錄器中讀取到計(jì)算機(jī)中處理分析。為此介紹了一套基于USB和FPGA的讀數(shù)裝置,利用該裝置可以將記錄器中的數(shù)據(jù)讀取到計(jì)算機(jī)上。
關(guān)鍵詞:USB;FPGA;CY7C68013
數(shù)據(jù)采集在信息處理系統(tǒng)中占有不可替代的地位,它是以傳感器、信號測量與處理、微型計(jì)算機(jī)等技術(shù)為基礎(chǔ)而形成的,主要研究信息數(shù)據(jù)的采集、存儲、處理以及控制等作業(yè),具有很強(qiáng)的實(shí)用性。數(shù)據(jù)采集技術(shù)已經(jīng)在雷達(dá)、通信、水聲、遙感、語音處理、智能儀器、工業(yè)自動化以及生物醫(yī)學(xué)工程等眾多領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。數(shù)據(jù)采集器一般包括數(shù)據(jù)采集部分和數(shù)據(jù)處理傳輸部分。前者包括信號的濾波、放大、采樣、保持、轉(zhuǎn)換、存儲等部分,后者包括數(shù)據(jù)讀取、傳輸及微機(jī)接口部分。
1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及硬件電路設(shè)計(jì)
1.1 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖及工作原理
本系統(tǒng)主要由四個模塊構(gòu)成:FLASH存儲器模塊、FPGA控制模塊、USB接口控制模塊及電源模塊。如圖1所示。
其工作原理是:FLASH模塊存儲數(shù)據(jù),作為記錄器的數(shù)據(jù)源;FPGA模塊作為讀數(shù)裝置的控制器,讀取FLASH的數(shù)據(jù)并傳輸給USB控制接口模塊;USB控制芯片接收來自上位機(jī)的命令,并與FPGA通信來執(zhí)行用戶需要的操作;電源模塊為各模塊提供穩(wěn)定電源。
1.2 電源管理模塊
本系統(tǒng)中芯片的工作電壓有5 V、3.3 V、2.5 V。由于計(jì)算機(jī)的USB接口可以提供5 V電源,最大為500 mA的電流,對于此系統(tǒng)已足夠,所以本系統(tǒng)的5 V電源直接由USB供電,并利用5 V電源經(jīng)過電壓調(diào)節(jié)器AMS1117調(diào)整出3.3 V和2.5 V電源。
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