基于FPGA和STM32的多通道数据采集系统设计开题报告

1. 本选题研究的目的及意义

随着信息技术的快速发展，数据采集技术作为信息获取的重要途径，在现代工业、科学研究、医疗电子等领域发挥着至关重要的作用。

传统的单通道数据采集系统已经无法满足日益增长的多通道、高精度、实时性等需求，因此研究设计高性能、多通道的数据采集系统具有重要的现实意义。

本课题研究基于fpga和stm32的多通道数据采集系统，旨在结合fpga的高速并行处理能力和stm32的丰富资源与易用性，实现多路模拟信号的同步采集、处理和传输。

2. 本选题国内外研究状况综述

近年来，随着电子技术和计算机技术的飞速发展，数据采集系统的设计和应用得到了广泛关注和研究，涌现了许多新技术、新方法和新应用。

1. 国内研究现状

国内在多通道数据采集系统领域的研究起步较晚，但发展迅速。

3. 本选题研究的主要内容及写作提纲

1. 主要内容

本课题将设计并实现一种基于fpga和stm32的多通道数据采集系统，主要研究内容包括：
1.系统需求分析与总体方案设计:分析多通道数据采集系统的功能需求和性能指标，确定系统总体方案，包括硬件平台选择、软件架构设计、通信协议制定等。

2.fpga数据采集模块设计:设计基于fpga的多通道adc采集电路，实现多路模拟信号的同步采样。

4. 研究的方法与步骤

本课题将采用理论分析、实验研究和仿真验证相结合的研究方法，按照以下步骤逐步开展：
1.需求分析与方案设计：深入分析多通道数据采集系统的应用需求，确定系统功能和性能指标，完成系统总体方案设计，包括硬件平台选择、软件架构设计和通信协议制定等。

2.模块设计与仿真验证：根据系统总体方案，分别进行fpga数据采集模块、数据缓存与处理模块、stm32通信模块、数据处理、存储与显示模块的设计。

利用modelsim等仿真软件对各模块进行功能仿真和性能验证，确保模块设计的正确性和可靠性。

5. 研究的创新点

本课题致力于设计一种高性能、多通道的数据采集系统，预期在以下几个方面实现创新：
1.基于fpga和stm32的协同设计:将充分发挥fpga的高速并行处理能力和stm32的丰富资源与易用性，实现数据采集、处理、存储和显示的协同工作，提高系统整体性能。

2.多通道adc同步采集技术:针对多通道数据采集的同步性问题，将研究基于fpga的多通道adc同步采样技术，通过设计合理的时序控制逻辑，确保各通道信号的同步采集，提高数据采集的精度和可靠性。

3.高效数据缓存与预处理机制:为了提高数据处理效率，将在fpga端设计高效的数据缓存机制，利用fpga内部ram资源实现数据的实时缓存，并进行数据预处理，例如滤波、降噪等，以减轻stm32的数据处理负担。

6. 计划与进度安排

第一阶段 （2024.12~2024.1）确认选题，了解毕业论文的相关步骤。

第二阶段（2024.1~2024.2）查询阅读相关文献，列出提纲

第三阶段（2024.2~2024.3）查询资料，学习相关论文

7. 参考文献（20个中文5个英文）

[1] 刘洋,周强,周游. 基于stm32和fpga的便携式多通道数据采集系统设计[j]. 电子测量技术,2020,43(18):149-153.

[2] 张凯,黄正勇,周游. 基于fpga和stm32的四通道数据采集系统设计[j]. 电子测量技术,2019,42(23):120-124.

[3] 陈浩,谢志远,王晓辉,等. 基于fpga和stm32的便携式多通道生理信号采集系统设计[j]. 电子技术应用,2020,46(11):105-108.