基于FPGA的数据采集系统设计

　　在电气测控系统中，常常需要采集各种模拟量信号、数字量信号，并对它们进行相应的处理。一般情况下，测控系统中用普通MCU就可以完成系统任务，但当系统中要采集的信号量特别多时，仅仅靠用普通MCU的资源就往往难以完成任务。本文所提出的一种基于FPGA技术的模拟量、数字量采集与处理系统，利用FPGA的I／O端口多，且可以自由编程支配、定义其功能的特点，能很好地解决采集的信号路数多的问题。
　　本系统中的外围电路设计相对简单、可靠，且鉴于FPGA自身的特点，系统具有较好的扩展性，在监测和控制系统中也具有一定的通用性。系统主要包括：FPGA芯片区、多路选择与A／D采样电路、时钟电源区、PROM代码下载电路等几部分。
　　本系统中的FPGA采用EP1C20F400。该系列的内核采用1．5 V供电，I／O端口供电电压为3．3V。
　　FPGA内部资源划分为FPGA逻辑运算中心、A／D控制单元、数字量监测控制单元和FPGA接口逻辑控制单元。
　　在模拟量采集外围电路中，A／D芯片采用AD976A。多路模拟量是通过AD438的多路开关后输入到AD976A芯片的。
　　A／D采样部分可分为：寄存器组、时钟发生模块、采样控制状态机、数据存储模块。
　　数字采集模块主要完成数字量输入的采集与存储，中断信号状态识别功能。