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基于FPGA的多路光栅数据采集系统的任务书
任务书
一、任务背景及意义
随着现代工业制造技术的发展，精密的加工设备已经成为现代工业制造的重要组成部分。其中，光学加工设备因其高精度、高效率和低耗能等特点，在现代工业中应用越来越广泛。光栅是光学加工设备中常用的一种精密元件，其作用主要是通过光栅的交叉光斑产生干涉条纹，从而实现光学加工。为了更好地实现光学加工设备的控制和监测，对光栅进行高速高精度的数据采集和处理已成为当今光学加工技术的研究热点之一。
本次课程设计的任务是设计一种基于FPGA的多路光栅数据采集系统。该系统主要应用于光栅干涉条纹数据的采集和处理，实现高速高精度的数据采集和传输。针对现有的光栅数据采集系统存在采集速度低、精度不高、数据传输和处理难等问题，本系统通过采用FPGA芯片，设计并实现高速采集、高效传输和高精度处理，为现代工业制造提供更加可靠和精密的数据采集技术。
二、任务内容和要求
本次课程设计的任务是设计一种基于FPGA的多路光栅数据采集系统，并完成其硬件设计和软件开发。具体内容和要求如下：
1.硬件设计
（1）系统架构设计：设计基于FPGA的多路光栅数据采集系统，包括采集模块、存储模块、传输模块和控制模块等。
（2）采集模块设计：采用高速ADC模块实现对光栅干涉条纹的采集，实现多路光栅的同时采集。
（3）存储模块设计：采用高速SDRAM芯片实现数据的暂存，保证采集数据的连续和稳定性。
（4）传输模块设计：采用高速总线实现数据的快速传输，确保数据的及时性和可靠性。
（5）控制模块设计：设计适合的控制接口，包括数据采集控制和数据传输控制等。
2.软件开发
（1）系统软件设计：编写适合FPGA芯片的软件代码，实现多路光栅数据的采集、存储和传输等功能。
（2）数据处理算法设计：根据采集的光栅干涉条纹数据，设计合适的数据处理算法，包括干涉角度计算、条纹周期计算、条纹密度计算等。
（3）测试和验证：设计合适的测试方案，对系统进行充分测试和验证，保证系统的功能和稳定性。
三、任务进度和计划
本次课程设计将分为硬件设计和软件开发两个阶段，计划在两个学期内完成。
1.第一学期（硬件设计）
时间：2021年9月~2022年1月
任务：
（1）系统架构设计
（2）采集模块设计
（3）存储模块设计
（4）传输模块设计
（5）控制模块设计
（6）硬件测试和验证
2.第二学期（软件开发）
时间：2022年2月~2022年6月
任务：
（1）系统软件设计
（2）数据处理算法设计
（3）测试和验证
四、参考文献
[1]徐志,张荣权.光栅数据采集系统的设计[J].光学通讯技术,2012,38(3):57-60.
[2]刘军.基于FPGA的高速多通道光栅计数器的设计[J].华北电力大学学报(自然科学版),2007,34(3):72-76.
[3]杨杰,张高良.基于FPGA的光栅数据采集板的设计[J].电测与仪表,2015,52(7):7-11.