測(cè)控系統(tǒng)常常需要處理所采集到的各種數(shù)字量信號(hào)。通常測(cè)控系統(tǒng)采用通用MCU完成系統(tǒng)任務(wù)。但當(dāng)系統(tǒng)中采集信號(hào)量較多時(shí)，僅依靠MCU則難以完成系統(tǒng)任務(wù)。所以為了可以解決這個(gè)問(wèn)題，提出了基于ARM技術(shù)的多路數(shù)字量采集模塊。實(shí)現(xiàn)采集多路數(shù)字量信號(hào)。深圳誠(chéng)控電子全系模塊，都是基于ARM技術(shù)的采集模塊

所以說(shuō)這個(gè)數(shù)字量采集模塊主要功能是采集輸入的三十六路數(shù)字及脈沖信號(hào)，并將編幀后的信號(hào)數(shù)據(jù)上傳給上位機(jī)，上位機(jī)經(jīng)解包處理后顯示信號(hào)相應(yīng)的狀態(tài)進(jìn)行判斷。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，所測(cè)量的三十六路數(shù)字信號(hào)中，有十五路正脈沖信號(hào)。它們均由一個(gè)同步脈沖信號(hào)觸發(fā)，因此需要測(cè)量這些正脈沖的寬度和相對(duì)于同步信號(hào)脈沖的延時(shí)。而其他數(shù)字信號(hào)需要顯示高低電平狀態(tài)，其中一路信號(hào)是固定頻率信號(hào)，需測(cè)量其頻率值，上位機(jī)要求顯示所采集信號(hào)的狀態(tài)。

FPGA內(nèi)部邏輯功能強(qiáng)大，外圍電路設(shè)計(jì)基于簡(jiǎn)單、可靠的原則。三十六路數(shù)字信號(hào)經(jīng)光電隔離器進(jìn)入FPGA主控單元，以供采集；FPGA處理采集到的信號(hào)，轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)進(jìn)行編幀，然后寫入FIFO。USB單片機(jī)提取FIFO中的數(shù)據(jù)，通過(guò)USB電纜傳送給上位機(jī)，上位機(jī)將傳送來(lái)的數(shù)據(jù)解幀，然后顯示所有信號(hào)狀態(tài)，模塊通過(guò)電源接口向各個(gè)部分供電。而采用的光電耦合器件以光為媒介傳輸信息，可使輸入輸出隔離，由于光電耦合器的輸入回路為發(fā)光二極管，其輸入阻抗很小，而干擾源的內(nèi)阻較大，根據(jù)分壓原理可知，饋送到光電耦合器輸入端的噪聲干擾電壓變得很小，從而能有效抑制尖峰脈沖及各種噪聲干擾，具有較強(qiáng)的抗干擾性能；另外由于光電隔離器的兩端采用不同的接地方式，因此數(shù)字信號(hào)地和模塊地被完全隔離。

另外FPGA內(nèi)部邏輯主要分為數(shù)字信號(hào)采集、數(shù)據(jù)緩存和數(shù)據(jù)讀取、FIFO控制。根據(jù)要求，信號(hào)采集又分為頻率信號(hào)采集、二十路數(shù)字信號(hào)采集和十五路脈沖信號(hào)采集。系統(tǒng)同時(shí)采集三組信號(hào)，再送入外部FIFO中緩存。由于脈沖信號(hào)的數(shù)據(jù)量較大，時(shí)序不匹配，因此在信號(hào)采集完后數(shù)據(jù)還應(yīng)緩存，然后再經(jīng)數(shù)據(jù)編幀送至外部FIFO。內(nèi)部緩存利用VHDL編寫模塊，但是更簡(jiǎn)易的方法是利用FPGA內(nèi)部的雙口RAM。在數(shù)據(jù)采集部分中，當(dāng)同步信號(hào)的上升沿到來(lái)時(shí)，將三個(gè)幀標(biāo)志分別寫入三個(gè)緩存，頻率信號(hào)數(shù)據(jù)的幀標(biāo)志為EB90；二十路數(shù)字信號(hào)的幀標(biāo)志為兩個(gè)EB91；十五路脈沖信號(hào)數(shù)據(jù)的幀標(biāo)志為三個(gè)EB92。

作為利用現(xiàn)代化智能手段采集所需數(shù)據(jù)的實(shí)用電子技術(shù)，智能數(shù)據(jù)采集已然被廣泛地運(yùn)用到信號(hào)的檢測(cè)、設(shè)備的監(jiān)測(cè)、信號(hào)的處理、儀器和儀表的檢測(cè)等等很多領(lǐng)域。隨著信息時(shí)代的來(lái)臨，信息技術(shù)特別是數(shù)字化技術(shù)得到了不斷的發(fā)展，因而智能數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)也得到了不斷的改進(jìn)和完善，當(dāng)今的數(shù)據(jù)采集技術(shù)實(shí)現(xiàn)了速度的提高、數(shù)據(jù)量的增大、數(shù)據(jù)通道的增多等很多方面的發(fā)展，而基于單片機(jī)的智能數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)更是憑借其緊湊的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、穩(wěn)定的工作性能、良好的可擴(kuò)展性、豐富的功能等優(yōu)點(diǎn)得到了充分的重視和廣泛的應(yīng)用。

國(guó)內(nèi)知名數(shù)據(jù)采集模塊廠家有臺(tái)灣研華，深圳誠(chéng)控等

所以應(yīng)該在充分利用和發(fā)揮基于單片機(jī)的智能數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，對(duì)基于單片機(jī)的智能數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)一步的分析和研究，以實(shí)現(xiàn)對(duì)該系統(tǒng)設(shè)計(jì)的優(yōu)化和完善，進(jìn)一步發(fā)揮其在工業(yè)生產(chǎn)和數(shù)據(jù)科研等領(lǐng)域中的重要作用。而在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，處理流程一般包括濾波、采樣、存儲(chǔ)和處理四個(gè)環(huán)節(jié)。一個(gè)模擬信號(hào)首先經(jīng)過(guò)預(yù)采樣濾波器，對(duì)信號(hào)進(jìn)行調(diào)理，然后采樣器在每個(gè)采樣時(shí)刻讀出一個(gè)數(shù)據(jù)，再由模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC量化為二進(jìn)制數(shù)碼，數(shù)據(jù)最后保存到存儲(chǔ)器用于數(shù)字信號(hào)處理。

智能數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)在國(guó)外已經(jīng)得到廣泛的利用，其中該系統(tǒng)在工業(yè)行業(yè)最早應(yīng)用，使得外國(guó)工業(yè)得到快速發(fā)展，工業(yè)質(zhì)量和水平得到飛速提高。而伴隨著國(guó)外單片機(jī)的智能數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的發(fā)展和其自身的便捷高效的特點(diǎn)，智能數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)得到越來(lái)越多的國(guó)內(nèi)廠商和用戶的支持，這個(gè)領(lǐng)域的企業(yè)也越來(lái)越重視這方面的研究與開發(fā)。

對(duì)于單片機(jī)的智能數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)其實(shí)在各個(gè)領(lǐng)域都有著廣泛應(yīng)用，這種其實(shí)是集計(jì)算機(jī)、現(xiàn)代傳感、信息融合、人工智能、自動(dòng)化及通訊等高科技技術(shù)于一體的，運(yùn)用多傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，微控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)分析處理，系統(tǒng)的應(yīng)用PID控制技術(shù)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。而應(yīng)用范圍大到導(dǎo)彈的導(dǎo)航裝備、飛機(jī)的儀表控制、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通訊與數(shù)據(jù)傳輸及工業(yè)的制動(dòng)化，小到轎車的安全保障系統(tǒng)、錄像機(jī)、攝影機(jī)、全自動(dòng)洗衣機(jī)的智能控制及電子玩具等。特別是近幾年來(lái)像自動(dòng)控制機(jī)器人、各大智能儀表、智能機(jī)械什么的發(fā)展速度都很快，這里更加離不開單片機(jī)的智能數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)了。隨著社會(huì)的進(jìn)步，人們對(duì)智能化的要求越來(lái)越高，這就使得單片機(jī)的智能采集系統(tǒng)顯得越來(lái)越重要，越來(lái)越被人們依賴。因此對(duì)單片機(jī)的智能數(shù)據(jù)采集模塊系統(tǒng)的進(jìn)行更深入的研究就越來(lái)越有必要。