基于FPGA高速數(shù)據(jù)采集與傳輸?shù)穆暦鶞y井系統(tǒng)

通電后，先對USB芯片初始化，然后如果接收到采樣結(jié)束信號或上傳結(jié)束信號并且RAM在還剩余有數(shù)據(jù)的條件下把RAM數(shù)據(jù)上傳，若接收到下傳信號，則把計(jì)算機(jī)下傳的數(shù)據(jù)按要求分配到各端口。
3．1 采樣控制模塊
采樣控制模塊根據(jù)外部觸發(fā)信號，利用狀態(tài)機(jī)對A／D的采樣行為進(jìn)行控制。共有5個狀態(tài)，每個狀態(tài)的動作在代碼中進(jìn)行了詳細(xì)描述。
第1個狀態(tài)：空閑狀態(tài)(IDLE)，表示程序無任何操作，在等待外部觸發(fā)信號的到來。
第2個狀態(tài)：延時1(第一個等待狀態(tài)，WAIT1)，表示收到觸發(fā)信號后需要禁閉A／D一段預(yù)先設(shè)定的時間，這段時間不進(jìn)行任何操作。
第3個狀態(tài)：找門限(門限判決狀態(tài)，THDET)，在規(guī)定的時間段時間里判斷A／D采樣的信號中是否有連續(xù)6個采樣大于門限的值，如果有，等待一段時間后把采樣后的數(shù)據(jù)存入緩沖區(qū)以便上傳給上位機(jī)。否則繼續(xù)等待下一個觸發(fā)信號。
第4個狀態(tài)：延時2(第二個等待狀態(tài)，WAIT2)，表示已經(jīng)滿足采樣要求后再禁閉A／D一段預(yù)先設(shè)定的時間，這段時間不進(jìn)行任何操作。然后啟動A／D進(jìn)行采樣。
第5個狀態(tài)：采樣狀態(tài)(SAMPER)，啟動A／D進(jìn)行采樣，并存儲數(shù)據(jù)。
此處為米莉(Mealy)型狀態(tài)機(jī)，Mealy型狀態(tài)機(jī)的輸出不僅與現(xiàn)態(tài)有關(guān)，而且和輸入也有關(guān)。
該狀態(tài)機(jī)采取3段式描述方式：即使用3個always塊，第1個always塊采用同步時序描述狀態(tài)轉(zhuǎn)移；第2個always塊采用組合邏輯判斷狀態(tài)轉(zhuǎn)移條件，描述狀態(tài)轉(zhuǎn)移規(guī)律；第3個always塊描述狀態(tài)輸出。

狀態(tài)機(jī)的編碼使用獨(dú)熱碼(One-hot)編碼，獨(dú)熱碼編碼的最大優(yōu)勢在于狀態(tài)比較時僅需要比較一個位，從而一定程度上簡化了比較邏輯，減少了毛刺產(chǎn)生的概率。