基于高速USB接口模块的数据采集系统
图3 CY7C68013A原理图
CY7C68013A原理图设计如图3所示。其中包括9根地址线（GPIF_ADR0~8），16根数据线（PPB0~7、PPD0~7），以及相应的控制线。
FPGA与CY7C68013A连接软件界面如图4所示。配合CY7C68013A设计编写的相应读写控制时序，能够与PC端进行通信，同时根据获得的控制命令来对ADC进行操作，并将获得的数据从FIFO中读取出来，传递到PC端。
图4 FPGA与CY7C68013A连接软件界面
2 控制软件设计
数据采集系统的流程略--编者注。系统所有的初始化配置都是写在一个TXT文件中，程序开始运行时会根据设置好的路径读取该文件，并初始化所有配置信息。该软件采用了读取PC环境变量的方法来增强软件系统的可移植性。需要将该软件系统从一台PC转移到另外一台PC时，只需更改一下环境变量的定义。FPGA通过CY7C68013A从PC端接收数据和控制命令，将其转化为存储器读写、A/D转换、前端电子学控制等命令，并最终将测量数据传递给PC。
3 测试结果
测试结果如图5所示，利用直流电源作为测试源对数据采集系统进行性能测试。分别测试OUT+和OUT-为0~1.2 V和-1.2~0 V的变化，然后从PC端得到ADC的转换结果。图中横坐标是|OUT+|与|OUT-|的和，纵坐标是与模拟电压相对应的ADC数值。通过对图中数据的拟合，得到模拟信号和数字信号的线性关系y=357.144+2.223x。这就意味着每m V电压对应2.2的数字输出，也可以表示为每1个数字值对应0.45 mV的模拟电压。直线在Y轴上的截距被称为基值，一般为300~400个ADC计数。
图5数据采集系统的线性测试
4 结语
基于QuickUSB的数据采集系统可以实现数据的快速采集与存储，并且在体积、功耗方面都有明显的优势。系统目前已经应用到很多实验当中[6]（如PEBS实验），都取得了很好的测试效果。
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