1. 研究目的与意义（文献综述）

目的意义

数据采集和控制系统是对生产过程或科学实验中各种物理量进行实时采集、测试和反馈控制的闭环系统。它在工业控制、军事电子设备、医学监护等许多领域发挥着重要作用。

一般的数据采集系统大多采用单片机作为系统的主要控制 单元，控制a/d转换器、存储器以及其它外围电路的工作，这种设计方法具有技术成熟、可选芯片多等优点。但当系统要采集的信号量特别多时，单片机系统往往难以胜任。通常只能采取联机处理模式，或者靠其它芯片扩展系统资源来完成系统 的监测任务。但这样做不仅增加了大量的外部电路和系统成本，而且大大增加了系统的复杂性，从而使系统的可靠性和稳 定性都受到影响。fpga的独特优点，恰恰可以很好地解 决上述问题。由于fpga拥有非常丰富的i/o资源，通常都具有上百个i/o端口，可充分满足系统对信号采集量的需求。 fpga的硬件可编程性，使在系统设计过程中，电路设计得到 优化，最大限度地减少对硬件电路的改动。此外，fpga在采 集速度上的优势，也是单片机系统所无法比拟的。

2. 研究的基本内容与方案

基本内容：

掌握多路数据采集的基本原理与系统的设计过程，掌握altera cyclone v系列芯片5csema5f31c6的使用方法与fpga配置方式的选择，实验室现有eda实验平台完成系统的设计与电路搭建，设计控制程序，实现模数转换芯片的时序控制、模拟输入通道的选择以模拟信号的高速采集和存储。

技术方案：

3. 研究计划与安排

第1~4 周：查阅相关文献资料；在明确设计内容的基础上撰写并提交开题报告；

第5~7 周：学习并掌握vhdl相关知识和基于fpga的设计技能，确定系统整体实现方案；

第8~12周：完成系统涉及的硬件电路与软件设计；

4. 参考文献（12篇以上）

[1]张晓威，苏淑靖. 基于fpga的高速高精度数据采集系统的设计[j].仪器技术与传感器，2016, 1:70-75.

[2]黄武煌，王厚军，曾浩． 一种超高速并行采样技术的研究与设计［j］．电子测量与仪器学报，2009，23( 8) : 67-71.

[3]李保刚，马登武．fpga 在多路数据采集系统中的应用研究［j］．计算机测量与控制， 2012， 20(4) : 1138-1141．