FPGA数据采集与控制系统设计+原理图+源程序(2)
随着大规模集成电子电路技术和计算机技术的飞速发展，在涉及国防、医学、工业自动化、航天、计算机应用、通信、仪器仪表等领域的电子系统设计工作中，EDA技术的含量正以令人叹为观止的速度飚升;电子类的高科技项目开发也取信于EDA技术的应用。即使是普通的电子产品的开发，EDA技术常常使一些原来的技术瓶颈得以轻松突破，从而使产品的开发周期大为缩短、性能价格比大幅提高。不言而喻，EDA技术将很快成为电子设计自动化领域中的组成部分。
现代数据采集系统具有如下主要特点：
(1)现代数据采集与控制系统一般都由计算机全面实行多方位控制，使得数据采集的质量与效率等大为增长，也节省了诸多硬件方面的投资。
(2)软件程序在数据采集与控制系统中的作用逐渐增大，这赋予了系统多方面设计的灵活性。
(3)数据采集与数据处理相互结合得日益紧密，形成数据采集与处理系统采集、处理到控制的全部工作。
(4)数据采集过程中几乎全部具有“实时”性，对于通用型数据采集系统希望尽可能高的速度，以便满足各种恶劣的环境。
(5)随着微型电子技术的飞速发展，电路集成度不断增高，数据采集系统的模块逐渐变小，可取性也随之增高，进而也出现了单片数据采集系统。
(6)总线在数据采集系统中的应用越来越广泛，总线技术对数据采集系统结构的发展起着重要的作用。
本次设计的目的是使用可编程逻辑器件设计一个专用的A/D转换器的控制器，取代常用的微控制器，用于数据采集。本文讲述对A/D进行数据采样控制。设计要求用一片CPLD/FPGA，模数转换控制器ADC和LED显示器构成一个数据采集系统，用CPLD/FPGA实现数据采集中对A/D转换，数据运算，及有关数据的显示控制[2]。
2. EDA技术与FPGA技术
EDA技术是一种综合性学科，打破了软件和硬件见的壁垒，把计算机的软件技术与硬件技术、设计效率和产品性能结合在一起，它代表了电子设计技术和应用技术的发展方向。FPGA，即现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array)的缩写。它是一种集成度较高的器件，属于复杂PLD[3]。
2.1 EDA技术
EDA是电子设计自动化(Electronic Design Automation)的缩写，EDA技术就是用计算机作为平台、用QUARTUS II软件工具作为开发环境、用硬件描述语言作为设计语言、用ASIC(Application Specific Integrate Circuits)作为实现载体的电子产品的自动化设计过程。在EDA软件平台上，根据原理图或VHDL语言完成的设计文件，然后由计算机自动地完成逻辑编译、化简、分割、综合、优化、布局、布线和仿真，直至对于特定目标芯片的适配编译、逻辑映射和编程下载等工作。
20世纪70年代，可编程逻辑技术及其器件问世，计算机作为一种运算工具已在科研领域得到广泛应用。电子线路的CAD(计算机辅助设计)是EDA发展的初级阶段，同时也是EDA的高级系统重要组成部分。它利用计算机的图片加工技术、分析能力和储存能力，给工程师设计电子系统电路图提供了高效的帮助， 20世纪80年代，集成电路设计进入了CMOS时代。复杂课编程逻辑器件已进入商业应用，相应的辅助设计软件也开始被人们所熟用。甚至80年代后期，FPGA，CAE、CAD技术的应用更为广泛，他们在印制电路板设计方面的原理图输入、自动布局布线及电路板分析以及逻辑方面的设计、仿真、布尔方程综合与化简等各个方面起到了重要的作用。20世纪90年代，随着硬件描述语言的标准化得到进一步的确立，电子设计自动化技术的应用和发展，促进了EDA技术的形成。各EDA公司着重于推出兼容各种硬件实现方案和支持标准硬件描述语言的EDA工具的研究，成功把EDA技术引领到了成熟。时代进入21世纪，EDA技术得到了更为广泛的应用[5]。