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基于USB接口的便携式信号采集器
3 系统软件实现
软件部分分为FPGA读/写FLASH及SRAM软件模块、CY7C68013进行USB传输软件模块、人机接口上位机软件模块三个部分。
3.1 FPGA读/写FLASH及SRAM软件模块
该功能利用VHDL语言产生,模块主要由SRAM读/写、FLASH读/写及读/写切换3个部分组成。时序如图4所示。
3.2 CY7C68013固件程序模块
固件程序主要负责初始化工作并完成相应的配置。其程序框架如图5所示。
3.3 上位机软件模块
本设计中上位机的应用程序利用VC++6.0来开发,它通过驱动程序完成对外设的控制和通信,当程序启动后,自动查询是否有EZ-USB设备连接,如果有,则用CreateFile()系统函数打开此设备,获得该设备在操作系统中的句柄(HANDLE),然后通过该句柄用DeviceIOControl()系统函数向驱动程序发送控制字。驱动程序根据控制字向硬件层发送IRQ并与设备通信。
4 实际效果
该测试时钟和信号均由信号源输入。采集完毕后通过USB将数据上传到电脑,并用Matlab进行波形显示。
图6给出输入信号频率分别为1 MHz和80 MHz时实际采样存储后的仿真波形,2幅图的输入电压幅度相同(-0.5~+0.5 V),采样后的数值大小不同,因为输入信号频率的变化引起传输通路阻抗的改变,从而使实际A/D输入端的电压发生变化,所以数值不同。
5 结语
经过最终测试,该系统最高采样率为80 MHz。能够采集存储20 MHz的正弦波信号。对1 MHz以下信号采样不丢失。2G BYTE的数据存储,灵活的通过USB接口上传到电脑上,以实现对数据的分析。并且体积轻小、便于携带。系统在设计之初考虑了系统的可扩展性。可扩充为2片16位的SRAM和4片NANDFLASH芯片,这样只要在软件方面修改,就可以实现两路的乒乓FLASH存储,这样采集及存储的效率还会提高1倍。并且如果将板上的NAND FLASH用同一系列的更大容量芯片来代替,可进一步提高存储容量。
作者:张敏 赵宜楠 林满照 来源:现代电子技术