本文介紹了基于FPGA的數據采集系統電路的工作原理和設計過程。根據數據采集技術原理，以Altera公司的EP2C8Q208C8N芯片為核心器件，通過ADC0809采集數據，并用DAC0832輸出數據，在Quartus II平臺上，通過VHDL語言編程完成數據采集系統電路的軟件設計、編譯、調試、仿真和下載，再與外圍硬件電路相結合調試，最終設計出數據采集系統電路。

　　隨著數字系統的發展，廣泛應用于各種學科領域及日常生活，微型計算機就是一個典型的數學系統。但是它只能對輸入的數字信號進行處理，其輸出信號也是數字信號。而在工業檢測控制和生活中的許多物理量都是連續變化的模擬量，如溫度、壓力、流量、速度等，這些模擬量可以通過傳感器或換能器變成與之對應的電壓、電流或頻率等電模擬量。為了實現數字系統對這些電模擬量進行檢測、運算和控制，就需要一個模擬量與數字量之間的相互轉換的過程。即常常需要將模擬量轉換成數字量，簡稱為AD轉換，完成這種轉換的電路稱為模數轉換器，簡稱ADC。

　　EDA，即電子設計自動化（Electronic Design Automation）的縮寫。它融合了大規模集成電路制造急速、ASIC測試和封裝技術、FPGA/CPLD編程下載技術、自動測試技術、計算機輔助設計（CAD）、計算機輔助制造（CAM）、計算機輔助測試（CAT）和計算機輔助工程（CAE）設計的設計概念，為現代電子理論和設計的實現和發展提供了可能性［1］。

　　EDA技術是一種綜合性學科，打破了軟件和硬件見的壁壘，把計算機的軟件技術與硬件技術、設計效率和產品性能結合在一起，它代表了電子設計技術和應用技術的發展方向。

　　EDA技術一般包括以下內容：1.大規模可編程邏輯器件；2.硬件描述語言；3.軟件開發工具；4.實驗開發系統［2］。

　　FPGA，即現場可編程門陣列（Field－Programmable Gate Array）的縮寫。它是一種集成度較高的器件，屬于復雜PLD。

　　FPGA具有體系結構和邏輯單元靈活、集成度高以及適用范圍寬等特點，在產品研發和開發中具有很大的優勢。用FPGA做一些協議實現和邏輯控制，如果協議理解錯誤或者邏輯需要更改，不需要動PCB。另外，FPGA芯片是小批量系統提高系統集成度、可靠性的最佳選擇之一。目前FPGA的品種很多，有XILINX的XC系列、TI公司的TPC系列、ALTERA公司的FIEX系列等。本設計用的是Altera公司的EP2C8Q208C8N芯片，里面有68416個邏輯單元，并提供了622個可用的輸入/輸出引腳和1.1M比特的嵌入式寄存器。它提高了百分之六十的性能和降低了一半的功耗，而低成本和優化特征使它為各種各樣的汽車、消費、通訊、視頻處理、測試與測量、和其他最終市場提供理想的解決方案［3］。

　　誕生于1983年的VHDL，是Very-High-Speed Integrated Circuit Hardware Description Language的簡稱，1987年底，VHDL被作為“IEEE標準1076”發布。

　　VHDL不僅可以作為系統模擬的建模工具，而且可以作為電路系統的設計工具，能通過Quartus II把VHDL源碼自動轉化為基本邏輯元件連接圖，這極大的推進了電路自動設計［4］。

　　VHDL能從多個層次對數字系統進行建模和描述，所以大大簡化了電路設計的任務，提高了設計效率。

　　由Altera提供的FPGA開發集成環境―Quartus II，因為其運行速度快，界面統一，功能集中，易學易用等特點，迅速占領了市場［5］。

　　Quartus II支持VHDL、Verilog的設計流程，提供了完整的多平臺設計環境，能滿足各種特定設計的需要，同時，它還具備仿真功能，因此給系統的軟硬件設計和調試帶來了很大的便利。

　　系統利用FPGA直接控制ADC0809對模擬信號進行采樣，將轉換好的8位二進制數據存儲到存儲器中，在完成對模擬信號一個或數個周期的采樣后，通過DAC0832的輸出端將數據讀取出來。