0 引 言
數(shù)據(jù)采集和控制系統(tǒng)是對生產(chǎn)過程或科學實驗中各種物理量進行實時采集、測試和反饋控制的閉環(huán)控制，它在工業(yè)控制、軍事電子設(shè)備、醫(yī)學監(jiān)護等許多領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。其中，數(shù)據(jù)采集部分尤為重要，而傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，通常采用單片機或DSP作為控制器，用以控制ADC、存儲器和其他外圍電路的工作，使得采集速度和效率降低。近年來，微電子技術(shù)，如：大規(guī)模集成電路和超大規(guī)模集成電路技術(shù)的發(fā)展，為數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的發(fā)展提供了良好的物質(zhì)基礎(chǔ)。從而使器件向模塊化和單片化發(fā)展，使所用軟件均向?qū)崟r高級語言和軟件模塊化發(fā)展，接口向標準化發(fā)展。由于FPGA時鐘頻率高，內(nèi)部延時小，全部控制邏輯均由硬件完成，速度快，效率高，同時它有非常強大的硬件描述語言和仿真工具，方便檢驗結(jié)果的正確性?；谝陨峡紤]，在設(shè)計中采用FPGA作為控制處理器。而VGA接口的設(shè)計，更突出了該模塊的兼容性，更易于采集數(shù)據(jù)的直觀表現(xiàn)。

1 系統(tǒng)總體設(shè)計方案
完整的數(shù)據(jù)采集過程通常由數(shù)據(jù)的通道選擇、采樣、存儲、顯示構(gòu)成，有時也要對數(shù)據(jù)進行適當?shù)奶幚?。其中，控制模塊起到了核心作用，他作為控制信號產(chǎn)生和處理的中樞對這些外圍電路進行著實時的監(jiān)控和管理。設(shè)計過程中采用FPGA作為控制器，完成對A／D轉(zhuǎn)換器的控制，并將采集到的數(shù)據(jù)存儲到一定的存儲單元．通過VGA接口協(xié)議，最后在顯示器上顯示。具體涉及的外圍電路中，數(shù)據(jù)采集部分主要應用ADC0809作為數(shù)據(jù)采集芯片，對輸入的模擬量進行A／D轉(zhuǎn)換；數(shù)據(jù)緩存部分應用6116作為存儲芯片，用來緩存0809采集的數(shù)據(jù)；按鍵控制部分利用8個按鍵來控制0809的轉(zhuǎn)換通道選擇；圖形顯示部分輸出標準的VGA信號，使用CRT顯示器，以顯示實時波形。由于在設(shè)計中對外部器件進行控制的控制器都是由FPGA完成的，F(xiàn)P-GA的工作量很大，因此所采用的FPGA芯片為FLEX系列中30萬門的EPF10K30。

2 基于FPGA的主控模塊的實現(xiàn)
主控制器的工作原理如圖1所示。