基于 ARM+FPGA+AD平台的多类型同步信号采集仪开发及试验验证（二）板卡总体设计-CSDN博客
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2.2 板卡总体设计
本章开发了一款基于
AD7193+RJ45
的多类型传感信号同步调理板卡如图
2.4
所
示负责将传感器传来的模拟电信号转化为数字信号以供数据采集系统采集实现了
单通道自由切换传感信号类型与同步采集多类型传感信号的功能包含桥式电路信号、
IEPE
传感信号、电流和电压四种传感信号。
该模块具备了以下功能
1
对桥式电路信号、
IEPE
传感信号、电压和电流传感信号进行调理将这四种
传感信号转换为
0~2.5V
的电压信号
2
在单通道内自由切换采集的传感信号类型
3
各个通道信号同步采集
4
具备硬件级别的滤波和降噪功能。
板卡包含
16
个
AD
转换调理通路每一个转换调理通路的结构如图
2.5
网线右侧
所示包括
RJ45
接口、桥式电路、
IEPE
信号、电流与电压信号调理模块以及
AD7193
芯片其中
RJ45
接口为传感信号输入接口
AD7193
芯片的数字引脚引出的引脚槽用于
数据采集系统操作。板卡利用
6
线的电源接口供电
6
线电源线提供
5V
12V
和
24V
的
电压。
采集仪功能模块设计
本文开发了一款基于
ZYNQ
平台的多类型同步信号采集仪通过一套灵活的系统
分工模式实现多类型传感信号电压、电流、电桥和
IEPE
的精准同步采集。系统结
构如图
3.1
所示包括以下四个部分
第一部分是多类型传感信号同步调理板卡包含
16
个
AD
调理转换通路将模拟
电信号转换为数字电信号并实现多类型传感信号的调理、自由切换与同步已在第二
章介绍
第二部分是
FPGA
端数据采集单元负责采集多类型传感信号同步调理板卡中
16
通道的
AD
数据并通过
AXI DMA
和
AXI EMIF
的方式实现与
ARM
端的数据交互
第三部分是
ARM
端的数据传输单元负责实现与
FPGA
端进行数据交互并利用
UDP
协议与上位机进行数据交互
第四部分是上位机通过
UDP
协议实现与
ARM
端的数据交互并进行系统配置完
成数据可视化与本地存储的功能。
本章将具体介绍整个多类型同步信号采集系统的核心部分——
ZYNQ
系统包含
FPGA
端数据采集单元与
ARM
端数据传输单元两个部分。下面将从采集系统的系统板
卡、总体设计方案与相关协议技术、
FPGA
端数据采集单元设计与
ARM
端数据传输单
元设计四个方面加以介绍。
3.1 系统板卡
采集仪的系统板卡包括正点原子
ZYNQ
核心板、系统底板、系统电源板和多类型传
感信号同步调理板卡剩余引脚用于扩展
4
路
AD
板卡。系统板卡如图
3.2
所示。
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