[发明专利]一种多功能数据采集系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种采集系统，具体涉及一种基于USB 接口的多功能数据采集系统。

背景技术

在一些核电子学的项目中，对信号的采集有着不同的需求：有的是直接采集信号波形，有的是对信号的幅度谱进行分析，还有的是对２路信号进行同步采集，并根据信号的幅度比计算粒子入射位置。如果采用标准的仪器，则每个项目均需配备不同的仪器，如示波器、多道分析器等。为了能满足不同的需求，本工作拟设计一套基于USB 接口的多功能数据采集系统。

发明内容

本发明旨在提供一种基于USB 接口的多功能数据采集系统。

本发明的技术方案在于：

一种多功能数据采集系统，本系统由差分驱动器、ADC、FPGA、时钟芯片、带USB接口的微控制器、电源电路以及调试、扩展接口组成。

优选地，所述ADC芯片为AD9521。

优选地，所述FPGA芯片为EP3C55。

优选地，所述时钟芯片采用LMK03001精密时钟芯片。

优选地，所述调试、扩展接口电路采用CY7C68013。

     本发明的技术效果在于：

该系统支持４ 路模拟信号输入，通过高速ADC 进行采样，数字化后的数据由FPGA 进行处理，可实现波形采样、脉冲计数、多道脉冲幅度分析、电荷分配法信号读出等功能。下位机硬件和PC 通过USB 接口通信，上位机软件采用Labview 编写，负责初始化硬件以及参数配置，读取采集数据并进行数据在线处理以及结果的实时显示。

附图说明

    图1为本发明系统结构框图。             

具体实施方式

一种多功能数据采集系统，本系统由差分驱动器、ADC、FPGA、时钟芯片、带USB接口的微控制器、电源电路以及调试、扩展接口组成。所述ADC芯片为AD9521。所述FPGA芯片为EP3C55。所述时钟芯片采用LMK03001精密时钟芯片。所述调试、扩展接口电路采用CY7C68013。整个系统所用电源为+5V电压。

USB 驱动采用Bitwise 公司提供的Quick‐USB 固件，该固件利用CY7C68013的IO 定义了一个外部总线，用户只需在上位机PC中调用驱动库中相应的API 函数便可对总线发起命令或数据的读写操作。而FPGA相当于该总线的一个从设备，用户需在FPGA 里设计一个接口逻辑来响应总线的读写，从而实现通过USB读取FPGA 内部寄存器、FIFO和RAM的功能。另外，该固件还实现了通过PS模式来配置FPGA 的功能。

四通道的模拟信号经ADC 采样后的数据流直接送到FPGA ，由FPGA来实现各种数据处理的算法。根据不同应用的需求，可在FPGA内实现不同的数据处理算法，具有很大的灵活性。在本文的研究中，实现了波形采集、脉冲计数、脉冲幅度多道分析、位置灵敏探测器的信号读出等功能。