本发明属于自动化控制与设备状态监测领域，具体地说，涉及一种基于fpga主控芯片的数据采集方法。
背景技术：
1、数据采集是对所需数据获取的一个过程，一般是经过传感器等将设备的信号传输至主控器进行处理与分析。数据采集系统则是结合计算机等测试平台搭建的软硬件产品组成的系统。
2、近年来，在科学研究、工业现场等领域数据采集技术尤为突出。不仅如此，该技术已经应用在航空航天、卫星雷达、遥感监控、通信技术、工业生产等领域。在自然科学研究中，凭借数据采集系统能够得到许多信息和数据，为科学技术的发展提供强大的支撑。在工业现场生产过程中，数据采集系统的使用能够解放工人双手，实现对生产过程所需参数的采集、记录及机器运行状态的监视，从而提供一种及时、有效的手段来解决问题，保障企业生产过程的稳定运行。
3、首先，传输效率问题一直是数据采集设备面临的一大挑战。由于数据采集设备往往需要在复杂的环境中进行工作，如偏远地区、恶劣天气等，这些环境因素会对数据传输造成极大的影响。传统的数据传输方式往往存在延迟高、稳定性差等问题，导致数据的实时性和准确性无法得到保障。
4、其次，数据质量问题也是现有数据采集设备需要解决的重要问题。由于数据采集过程中可能受到各种干扰因素的影响，如设备精度、传感器误差等，这些因素都可能导致采集到的数据存在偏差或失真。此外，数据传输过程中的丢包、错包等问题也会对数据的完整性造成威胁，现有的数据采集设备在传输效率和数据质量方面仍存在一定的不足。
5、有鉴于此特提出本发明。
技术实现思路
1、本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种基于fpga主控芯片的数据采集方法，充分利用fpga主控芯片的引脚，实现多路数据采集，在数据采集和处理的过程中，充分结合时序数据的特征进行处理，从而保障数据的质量和传输效率，将主控芯片fpga与存储芯片结合，实现数据高速传输。
2、为解决上述技术问题，本发明采用技术方案的基本构思是：本发明提供一种基于fpga主控芯片的数据采集方法，包括：fpga主控芯片，用于完成整个数据采集过程的主控作用；通过fpga主控芯片对数据进行采集，并将处理后的数据上传至计算机；所述数据包括：数字信号和模拟数据；
3、对发生端进行测试，输入相应的信号，数字信号驱动继电器，连接至单片机的i/o端口，fpga检测到信号，将数据进行打包上传至计算机进行实时显示；模拟信号连接至集成芯片经过处理后转变为数字量被fpga主控芯片采集；
4、将采集后的数据经由串口完成数据交换。
5、进一步地，通过fpga主控芯片对数据进行采集，并将处理后的数据上传至计算机具体包括：
6、数字信号采集时，数字信号驱动继电器后与主控器的i/o端口相连，通过软件编程读取相应i/o端口的状态值获得数据；
7、模拟数据采集时，输入的模拟信号经过集成芯片进行处理后，然后连接至主控器的i/o，通过fpga芯片提供集成转换芯片所需的时钟。
8、进一步地，数据交换通过fpga主控芯片和网络透传芯ch9121之间使用usart异步串行通信。
9、进一步地，所述fpga系统控制器有3个usart，包括rx、tx两个引脚，所述串口通信输出的是ttl电平；
10、所述ttl电平通过rx、tx两个引脚进行数据收发；
11、所述fpga的rx连接ch9121的tx引脚。
12、进一步地，
13、当串口进行数据发送时，数据首先被写入缓冲器，在使能的情况下一位一位进行数据发送，一直到缓冲器中的数据都被发送；
14、在发送期间，会按照配置的参数进行，这些参数包括波特率、数据位、停止位、奇偶校验位、控制模式；
15、默认的高电平是没有数据，当usart接收器遇到下降沿时，开始数据收发，计数器开始计数，当收到停止位时，接收停止，把接收到的数存放到接收缓存器。
16、进一步地，所述数据采集，并处理是指将传感器获取的数据按照设定的阈值进行切分，包括：按照振动值、温度值、压力值。
17、进一步地，通过fpga主控芯片对数据进行采集，包括利用fpga主控芯片的引脚实现多路数据采集；
18、包括：使用fpga主控芯片与一块cpld控制，fpga完成与上位机的通信，通过fpga完成cpld的数据传输。
19、进一步地，所述fpga主控芯片通过cpci总线接口电路与主机进行通信，cpci总线接口电路通过pci 903实现；
20、所述数据存储器为fm25l256b，用于实现i/o模块的图形数据发送功能和rs422电平的数据采集功能。
21、进一步地，还包括：max3490e，用于实现单端信号与rs422电平的差分信号的相互转换；
22、驱动芯片74cbtd3384，用于16路lvttl的双向i/o、两路lvttl电平计数输入信号和2路lvttl电平图形数据的输出。
23、本发明还提供一种基于fpga主控芯片的数采集设备，包括：fpga主控芯片、cpld控制芯片、cpci总线接口电路、数据存储器、信号转换器和驱动芯片，其中fpga主控芯片用于实现多路数据采集和处理，并与上位机进行通信；cpld控制芯片协助fpga完成数据传输；cpci总线接口电路用于fpga主控芯片与主机的通信；数据存储器用于存储和发送图形数据；信号转换器用于实现信号电平的转换；驱动芯片用于实现多路i/o和数据输出。
24、采用上述技术方案后，本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
25、(1)本发明通过fpga主控芯片的高速处理能力使得数据采集和上传过程更加迅速，显著提高了数据的传输效率；通过集成芯片对模拟信号的预处理和fpga主控芯片对数据的精细处理，确保了采集到的数据具有更高的准确性和可靠性；数据能够实时上传至计算机并显示，为用户提供了及时的数据反馈，便于进行实时监控和决策；通过串口进行数据交换，使得该方法能够与其他设备进行无缝连接，扩展了数据采集系统的应用范围；fpga主控芯片的可编程性和灵活性使得该方法能够适应不同场景的需求，同时降低了系统的开发和维护成本。
26、下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。
1.一种基于fpga主控芯片的数据采集方法，包括：fpga主控芯片，用于完成整个数据采集过程的主控作用；其特征在于，
2.根据权利要求1所述的一种基于fpga主控芯片的数据采集方法，其特征在于，通过fpga主控芯片对数据进行采集，并将处理后的数据上传至计算机具体包括：
3.根据权利要求1所述的一种基于fpga主控芯片的数据采集方法，其特征在于，数据交换通过fpga主控芯片和网络透传芯ch9121之间使用usart异步串行通信。
4.根据权利要求3所述的一种基于fpga主控芯片的数据采集方法，其特征在于，所述fpga系统控制器有3个usart，包括rx、tx两个引脚，所述串口通信输出的是ttl电平；
5.根据权利要求4所述的一种基于fpga主控芯片的数据采集方法，其特征在于，
6.根据权利要求1所述的一种基于fpga主控芯片的数据采集方法，其特征在于，所述数据采集，并处理是指将传感器获取的数据按照设定的阈值进行切分，包括：按照振动值、温度值、压力值。
7.根据权利要求6所述的一种基于fpga主控芯片的数据采集方法，其特征在于，通过fpga主控芯片对数据进行采集，包括利用fpga主控芯片的引脚实现多路数据采集；
8.根据权利要求7所述的一种基于fpga主控芯片的数据采集方法，其特征在于，所述fpga主控芯片通过cpci总线接口电路与主机进行通信，cpci总线接口电路通过pci 903实现；
9.根据权利要求1所述的一种基于fpga主控芯片的数据采集方法，其特征在于，还包括：max3490e，用于实现单端信号与rs422电平的差分信号的相互转换；
10.一种基于fpga主控芯片的数据采集设备，其特征在于，包括fpga主控芯片、cpld控制芯片、cpci总线接口电路、数据存储器、信号转换器和驱动芯片，其中fpga主控芯片用于实现多路数据采集和处理，并与上位机进行通信；cpld控制芯片协助fpga完成数据传输；cpci总线接口电路用于fpga主控芯片与主机的通信；数据存储器用于存储和发送图形数据；信号转换器用于实现信号电平的转换；驱动芯片用于实现多路i/o和数据输出。
