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随着数据采集技术的广泛应用,通用的高速数据采集系统现多用于雷达、声波分析、电子学频谱、生物电波、视频等实用性很强的场合,尤其以基于FPGA控制、SDRAM存储的高速数据采集系统,具有可靠性高、抗干扰性强、数据不易丢失、便于数据的传输、存储、显示和处理,以及可扩展性好等优点,所以具有很高的实用价值和广泛的应用前景。USB作为一种新型串口通信标准,具有传输速率高和使用灵活等特点,从而被广泛应用于数据采集系统。FPGA的最大特点是结构灵活、开发周期短,对实时信号处理非常的适用,目前已被应用于通信、数据采集、测试测量等领域。本文根据数据采集系统的发展趋势、市场需求以及USB和FPGA的上述优点,设计并实现了一款基于FPGA和USB2.0技术相结合的高速数据采集系统。首先,对数据采集原理和相关技术进行简单的介绍,而且对系统的总体设计进行了分析。其次,系统硬件部分,以ADC转换芯片(TLC5510)、FPGA芯片(EP2C8Q208C8N)和USB接口芯片(CY7C68013A-56,简称FX2)为主要结构的数据采集系统进行了相应的硬件设计和分析,并在这些设计的基础上制作了相应的原理图和PCB。硬件设计部分主要包括前端数据采集电路设计、FPGA对ADC和FX2的控制电路设计、USB接口电路设计。再次,根据本系统的需求,对系统的软件部分进行了相应的设计,主要分为两部分：一是USB2.0芯片的固件程序代码的编写；二是VHDL语言实现FPGA主控芯片对ADC芯片、SDRAM芯片以及USB2.0芯片的控制。最后,对本系统的软硬件进行了相应的调试及测试,给出调试的结果和分析,对调试检测发现的问题作出简要描述并给出解决方案。最终的调试结果表明,本系统的设计符合预期的要求。同时,对整个系统进行了大量的实践性工作,用以对系统性能的测试,得出的结果验证了本系统的预期目标,即采样速率和传输速率等指标符合预期目标,而且作为通用平台,有广泛的应用领域。总之,本文在研究FPGA和USB2.0以及相关技术的基础上,给出了高速数据采集系统的总体设计方案,并通过了实践的验证。本系统不仅能实现一般用途的数据采集,而且还实现了系统的高速化、高集成化和低功耗等工作。