2 硬件设计
    系统的硬件由A／D转换电路、数据采集与传输控制电路和接口电路构成。
2．1 A／D转换电路
    A／D转换电路是整个系统的重要组成部分。由低通滤波器、多路选择开关和A／D转换器构成，如图2所示。本文选用Maxim公司的A／D转换芯片MAX1425。

    8路模拟输入信号分别经过由运放THS4052构成的抗混叠低通滤波器去除高频成分，防止信号产生“混叠现象”。1／8模拟信号选择器根据来自FPGA板的地址码，控制模拟信号选择器74HC4051选通8路输入中的1路到输出端，送到A／D转换器MAX1425将模拟信号转换为数字信号。MAX1425的控制信号由FPGA板提供，在控制信号的作用下以适当的时序完成转换工作。
2．2 数据采集与传输控制电路
    数据采集与传输控制电路的开发工作主要集中在FPGA上。FPGA负责CY7C68013与ADC芯片之间的缓冲与控制，一边与ADC接口，另一边与USB接口，产生数据采集、通道切换、A／D转换、FIFO所需的全部控制信号；实现对传输数据的缓存、读／写控制、时钟、输出使能、端点的选择，以及对ADC的控制等功能。
    如图3所示，数据采集与传输控制电路由FIFO、USB接口控制状态机、ADC接口控制状态机、三态门缓冲器、控制寄存器组几部分构成。图中，由右向左的宽箭头表示数据流；FD[9：0]是与USB接口芯片连接的双向数据总线；由左向右的宽箭头表示传送来自PC机的控制信号；单线箭头表示输入／输出，以及FPGA内部各个模块间的控制信号线。

    从数据流向看，数据在ADC接口控制状态机的协调下通过ADC接口送入FPGA的FIFO中。经过FIFO的缓冲后，在USB接口控制状态机的协调下，当USB接口控制状态机对三态门的输出为高时，三态门开启，数据通过三态门传输到FPGA外部的USB接口；当对三态门的输出为低时，三态门呈现高阻态，FPGA的这几个引脚作为输入引脚。此状态下，来自PC机的控制信号通过CY7C68013从FD[15：0]送人FPGA中。在USB接口控制状态机的控制下，来自PC机的控制信息存人控制寄存器组，并由ADC接口控制状态机来控制送往FPGA外的ADC接口，作为对ADC的控制(如通道的选择)。