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江西理工大学应用科学学院
SOPC/EDA综合课程设计报告
设计题目： 数据采集控制系统的设计 设 计 者： 学 号： 班 级： 指导老师： 完成时间：
总评 设计报告 综合测试
格式 （10） 内容 (40) 图表 （10） 答辩 （20） 平时 （20）
目 录
前言 ........................................................................ 1 EDA技术及开发环境 ....................................................1
1.1 EDA技术............................................................1 1.2 VHDL .................................................. 2 1.3 EDA技术的开发环境－MAXPLUSII ...................................3
2 数据采集系统的研究分析及设计思路 ..................................5
2.1数据采集系统的研究与分析 .........................................5 2.2数据采集系统的设计思路 ...........................................5
3 数据采集系统模块的相关介绍与分析 ..................................7
3.1 数据输入模块 ......................................................7
3.1.1数据输入单元设计 ............................................7 3.1.2 ADC0809接线图 ...............................................7 3.1.3模块功能实现 .................................................7 3.2 数据采集系统各模块分析...........................................8
3.2.1 A/D转换控制模块ADZHKZ的设计 .............................8 3.2.2数据运算与处理模块SJYSCL .................................15 3.2.3 D/A转换控制模块DAZHKZ ....................................21
3.2.4
键盘输入与数据显示控制模块JPXSKZ ........................23
3.2.5数码显示模块DISP的设计 ...................................25 3.3数据输出模块 ......................................................26
3.3.1 DAC0832芯片介绍 ...........................................26 3.3.2 DACO832接线图 ..............................................26
4 仿真结果 ...............................................................28 心得体会 .................................................................30
前言
随着计算机技术的发展与普及，数字设备正越来越多地取代模拟设备，在生产过程控制和科学研究等广泛的领域中，计算机测控技术正发挥着越来越重要的作用。然而，外部世界的大部分信息是以连续变化的物理量形式出现的，例如温度、压力、位移、速度等。要将这些信息送入计算机进行处理，就必须先将这些连续的物理量离散化，并进行量化编码，从而变成数字量，这个过程就是数据采集。它是计算机在监测、管理和控制一个系统的过程中，取得原始数据的主要手段。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。数据采集技术是信息科学的重要组成部分，已广泛应用于国民经济和国防建设的各个领域，并且随着科学技术的发展，尤其是计算机技术的发展与普及，数据采集技术将有广阔的发展前景。
实现数据采集系统的控制方法很多，可以用标准逻辑器件、可编程序控制器PLC、单片机等方案来实现。但是这些控制方法的功能修改及调试都需要硬件电路的支持，在一定程度上增加了功能修改及系统调试的困难。但是EDA利用VHDL语言来设计实现该系统，将更加直观，少了汇编语言的复杂、烦琐，其自顶而下的设计方法可以对模型进行及时修改，以改进系统或子系统的功能，更正设计错误，从而提高目标系统的工作速度，减小面积耗用，降低功耗和成本等。同时，避免了传统的数字电子系统设计中电路设计复杂、调试十分困难、对错误的查找和修改的不便等问题。基于CPLD／FPGA设计的数字电子系统，具有体积小、功耗低、可靠性高、易于修改、设计周期短等特点，用CPLD／FPGA代替中小规模逻辑器件构成数字系统是发展方向。随着电子技术的发展，在今后的电子产品的研发中，EDA技术具有更好的开发手段和性价比，具有广泛的市场应用前景。
本次设计系统以一路数据的采集及监测为例,介绍了可编程逻辑器件在模数转换,数模转换,数据监控与处理的设计方法。本系统主要是由五大部分组成：数据输入单元、数据处理单元、数据输出单元。其中包括七个功能模块：模数转换模块ADC0809、AD转换控制模块、数据运算与处理模块、DA转换控制模块、键盘显示控制模块、数码管显示模块、数模转换模块DAC0832。系统主要实现以下功能：首先对ADC0809的某路通道的数值进行AD转换为十二位的电压BCD码显示，再对此值与十二位预置电压进行差值运算，然后将所得用十二位BCD码显示的差值分三段分别转化为数码管显示形式，最后数码管循环显示输入电压、差值、采集个数。在数据处理完之后，将数据输出给DAC0832，再将数字信号转换为模拟量输出，输出值与数码管显示的差值电压相同。