一种通用数据采集系统的设计方案

　　0 引言

　　数据采集是信号分析和处理的重要环节，在导d半实物仿真过程中快速可靠的实验数据为提高仿真精度发挥着重要的作用。传统的数据采集系统各种数字、模拟信号相互交织，相应的外围电路庞大，接口复杂，要占用较大的电路板空间，无法满足系统的小型化要求，同时硬件成本也很高。当系统性能指标发生变化时，相应的功能电路和与之对应的隔离、滤波等电路以及相关程序都要改变。这种牵一发而动全身的结构导致系统的可扩展性比较低，系统的通用性比较差。另一方面，早期数据采集系统多是基于复杂可编程逻辑器件（CPLD）设计的，数据的采样速度和精度都不是很高。

　　随着集成电路技术的发展，NI公司的FPGA板卡以其IO 引脚多、片内资源丰富、结构灵活、具有嵌入式控制器的特点获得了越来越多的应用，其纳秒级的速度可以较大地提高数据采样的速度和精度。因此，基于NI公司FPGA 板卡的数据采集系统和传统的数据采集系统相比更能实时、快速地监测信号量的变化。而且该系统结构简单、开发周期短、可靠性高、实时性好，能够完成导d半实物仿真的数据采集任务，具有较强的通用性。

　　1 系统方案设计

　　设计该数据采集系统的主要目的是在导d半实物仿真系统中采集导d的舵信号，将其传给上位机进行运算和仿真。该系统的可扩展性比较好，可以灵活地适应不同的应用场合，具有较强的通用性。

　　系统结构图如图1所示，系统实物图如图2所示，将具有数据采集功能和数据通信功能的前端接口电路板卡集成在一个机箱里面，连接在同一块背板上由独立电源统一供电。背板上的四个接口通过NI公司专用数据线和安装在工控机里面的FPGA板卡相连接。通过FPGA板卡与LabVIEW 图形化编程开发平台，实现工控机与半实物硬件系统之间的数据采集和控制信号的传输。