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