基于FPGA的光电数据采集和处理采集系统设计(8)

基于FPGA的光电数据采集和处理采集系统设计

1 绪论

随着科学的飞速发展，人们对很多东西的要求越来越高，在生活当中，很多电子产品都向着集成化的方向发展，FPGA的使用就是一个热门的课题。

1.1 课题的研究背景及意义

光电转换过程的原理是光子将能量传递给电子使其运动从而形成电流。这一接口接口即可过程有两种解决途径，最常见的一种是使用以硅为主要材料的固体装置，另一种则是使用光敏染料分子来捕获光子的能量。染料分子吸收光子能量后将使半导体中的带负电的电子和带正电的空穴分离。数据采集系统是计算机、智能仪器与外界物理世界联系的桥梁，是获取信息的重要途径。数据采集的任务，具体地说，就是采集传感器输出的模拟信号并转换为FPGA能识别的数字信号，然后送入FPGA或相应的信号处理系统，根据不同需要进行相应的计算和处理，得出所需要的数据。与此同时，将FPGA得到的数据进行显示或打印，以便实现对某些物理量的监视，其中的一部分数据还将被控制生产过程中的FPGA控制系统用来控制某些物理量。

数据采集系统由以下几个部分组成：数据采集、数据传输、数据存储、数据处理、分析和显示等。数据采集几乎无孔不入，它已渗透到了地质、医药器械、雷达、通讯、遥感遥测等各个领域，为我们更好的获取信息提供了良好的基础。

数据采集器的研制在国外已经相当成熟，而且数据采集器的种类也不断增多，性能越来越好，功能越来越强大。

比如美国FLUKE公司的262XA系列数据采集器是一种小型、便携、操作简单、使用灵活的数据采集器，他可以单独使用，也可以和计算机连接使用。它具有多种测量功能，多种数据存储方式和多种控制方式。262XA共有21路模拟输入通道，它可以直接测量电压、电流、温度、频率和电阻等，8路数字输入/输出可以用于数字信号的处理，另外4路可以用于报警输入。当某个模拟通道的输入信号超过设定报警限，在对应的I/O口就输出一个低电平，每个模拟通道可以设置两个报警限。

262XA系列有两种扫描速度：4通道/秒（慢），17通道/秒（快）。仪器可以使用90.264V交流电直接供电，也可以使用9-16V直流供电。就直流电源还可以同时使用，断电时可以自动切换至直流。RS232借口为标准配置，可以用于向计算机传输数据和控制。采集的数据可随时通过接口打印，也可将数据用RS232接口传至计算机。记录的数据包括：

通道号、测量值、时间、报警状态、累加计数等。数据格式与LOTUS、Excel相兼容[1]。

在国内，由于数据采集及技术不断发展，市场上出现了各种新型的数据采集器。北京测振仪器厂研制的HZ-9609数据采集/震动分析仪，它采用中文显示，直观醒目，操作简单。

因此国外的数据采集技术比较发达，但是成本高，国内的数据采集系统的精度不够，

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