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摘 要
在一般的高速数据采集系统中，微处理器控制的数据传输速率及有关数据处理的速度与前端A/D转换器的采集速度往往是不一致的，为了协调它们之间的工作，可以在两者之间加入数据缓存器进行缓冲，使前端采集数据与后级数据处理异步工作。另外，在多微处理器系统应用场合，各微处理器系统的工作也不可能完全同步，当他们之间需要高速传输数据时，也可以采用高速数据缓存技术。
本文从线阵CCD出发，对由CCD产生的信号的采集和处理做了一定的研究，介绍高速数据采集及处理的实现方法，在单片机与高速A/D转换器之间以静态存储器作缓冲器,用CPLD控制A/D与存储器，进行高速数据采集,并给出了设计方案。http://www.16sheji8.cn/
关键词：线阵CCD 双口RAM A/D转换器 单片机 CPLD
Abstract
In general high speed data gathering system, the microprocessor controls data transmission speed and related data processing speed and front end A/D switch gathering speed often is .inconsistent, in order to coordinate between them the work, May join the data buffer storage between both to carry on the cushion, front end causes to gather the data and the latter level data processing asynchronous work. Moreover, in multi-microprocessor system application situation, Various microprocessors system work not impossible synchronous, when between them needs the high speed transmission data, which can use the high speed data buffer technology too.http://www.16sheji8.cn/
The article starts with the linear CCD, and do some research on the signal which comes from the linear CCD, advise the implement method about how to collect high speed data, using a static memory as a buffer between single-chip microcomputer and high-speed A/D converter. Finally, advancing the design decision.
Keywords: linear CCD, dual port RAM, A/D converter, single-chip microcomputer, CPLD
目录
第一章 绪 论 4
1.1引言 4
1.2双口RAM的实际应用 5
第二章 概 述 5
２、1 常用双口RAM的介绍 6
2、1、1通用集成电路组成的双端口RAM 6
2、1、2专用双端口RAM芯片 7
2、2 双口RAM竞争现象的处理 7
第三章 对高频数据采集的研究 9
3.1 A/D 在数据采集中的研究 9
3.2 AVR单片机在数据采集中的研究 10
3.2.1 AVR单片机的优点 11
3.3 CPLD在数据采集中的研究 13
3.3.1 关于FPGA/CPLD的技术优点 13
第四章 整体方案设计 14
4、1总体概括 14http://www.16sheji8.cn/
4.2 双口RAM实现高频数据采集系统的调试流程： 16
4.2.1 A/D 调试： 16
4.2.2 双口RAM调试 17
4.3 双口RAM用于高频数据采集系统的设计 20
4.3.1 CCD为系统发出信号的实现 20
4.3.2 实现高频数据采集系统的硬件电路设计 21
4.3.3 基于CPLD对数据采集系统的设计 23
4、4实例应用介绍与比较 25
4、4、1基于双口RAM的高速数据缓存方式 25
4、4、2 基于FIFO的高速数据缓存方式 27
结 论 29
致 谢 30
参考文献 31
第一章 绪 论
1.1引言
众所周知，数据采集系统（DAS）是模拟系统和数字系统之间的接口，为了能够采集快速变化的信号，例如，汽车发动机的打火过程，机械的击冲振动等等，总是希望DAS的采集速率越快越好，近十年来随着LSI技术的发展，高速ADC不断出现，取样式ADC的转速率已超过100MS/S，为高速数据采集提供了极大的方便，然而，由于CPU的操作限制，微机系统往往不能直接传输高速ADC所得数据库，现在已以有许多用于高速数据传输的接口方式，例如，DMA方式，FIFO方式，双口RAM方式等，但前两种的速度都不是太高，而双口RAM方式，高速集成的双口RAM却有很高的传输速度，而用SRAM和逻辑控制电路组成双口RAM则有很大的容量。http://www.16sheji8.cn/
在高速数据采集和处理中，随着采样数据量的大量及信息处理任务的增加，对数据传送和要求越来越高，在系统或模块间如果没有能够高速传送数据的接口，极易在数据传送时造成瓶颈堵塞现象，影响整个系统对数据的处理能力，所以高速并行数据接口的研制在住处处理系统中占有非常重要的地位，利用高性能双口RAM能够方便地构成各种工作方式的高速数据传送接口，不管是在并行处理网络中的数据共享还是在流水方式中的高速数据传送，高性能双口RAM都能在其中发挥重要作用，保证数据通路的畅通。
1.2双口RAM的实际应用
基于双口RAM 的高速数据缓存方式有很广泛的实际应用。例如要求设计一个MCS-51单片机控制的数据采集与传输系统，系统每隔20ms采集并处理一帧 数据，但是实时采样的最高速率要求达到500kHz、转换分辨率为14bit 、每帧 数据量为14×1KB，即采集一帧数据的时间约为2.1ms。很显然，直接采用MCS-51单片机控制采集过程是不可行的，这是因为，一方面MCS-51单片机是8位机，不能直接接收14位数据；另一方面，单片机的程序控制方式不可能在2.5ms内完成上述采集任务。但是MSC-51单片机在20ms时间内接收并处理完一帧数据是宽裕的。根据以上分析，若采用双口RAM进行数据缓冲，则可很好地完成上述任务。http://www.16sheji8.cn/
