FPGA高速A/D数据采集（AD9226）-Toy模板网

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FPGA驱动AD9226采集模拟信号并读取转换结果至寄存器。

文章目录

前言
一、AD9226时序图
二、具体思路
- 1.需求分析
- 2.代码示例
总结

前言：

AD9226是一种流水线形式的单通道ADC模数转换器。它支持12位宽、65MHz的采样精度和速度。

FPGA是在PAL、GAL、CPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物，是作为ASIC专用集成电路领域中的一种半定制电路而出现的，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点，优势显著。

因此，利用FPGA驱动AD9226实现瞬时信号的数据高速采集具有重大意义。

一、AD9226时序图

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根据时序图书写Verilog代码。

二、具体思路

1.需求分析

首先定义一个ad9226_driver模块来实现AD9226的数据采集。该模块包括一个简单的状态机和一个计数器，用于控制AD9226的数据采集过程。在IDLE状态中，等待来自FPGA的采集开始信号。一旦接收到信号，将状态机转换到START状态，向AD9226发送启动转换命令。在CONVERSION状态中，等待AD9226完成数据采集，并从AD9226读取采集结果。一旦读取到结果，将状态机转换回IDLE状态，并将结果存储在adc_data中。

2.代码示例

代码如下（示例）：

module ad9226_driver(
    input clk,                   // 输入时钟信号
    input reset,                 // 复位信号
    output reg cs_n,             // SPI片选信号
    output reg sclk,             // SPI时钟信号
    input din,                   // SPI数据输入信号
    output reg [15:0] adc_data,  // AD转换结果输出信号
    output reg conversion_done   // 数据采集完成信号
);

// 定义状态机状态
parameter IDLE = 2'b00;
parameter START = 2'b01;
parameter CONVERSION = 2'b10;

// 状态机定义
reg [1:0] fsm_state;

// 计数器定义
reg [3:0] count;

// 初始化状态机和计数器
initial begin
    fsm_state = IDLE;
    count = 0;
end

// 状态机转换
always @(posedge clk) begin
    case (fsm_state)
        IDLE: begin
            cs_n <= 1;          // 禁用AD转换器
            sclk <= 0;          // SPI时钟信号置为低电平
            adc_data <= 0;      // 清零输出结果
            conversion_done <= 0;   // 数据采集完成信号置为低电平

            if (reset) begin     // 如果复位信号为高电平，则返回到IDLE状态
                fsm_state <= IDLE;
            end else if (din) begin  // 如果SPI数据输入信号为高电平，则开始数据采集
                fsm_state <= START;
            end
        end

        START: begin
            cs_n <= 0;          // 启用AD转换器
            sclk <= 0;          // SPI时钟信号置为低电平
            count <= 0;         // 计数器清零
            fsm_state <= CONVERSION;    // 转换到CONVERSION状态
        end

        CONVERSION: begin
            sclk <= 1;          // SPI时钟信号置为高电平
            count <= count + 1; // 计数器加1

            if (count == 14) begin   // 如果计数器达到14，则完成数据采集
                adc_data <= {din, din}; // 从SPI数据输入信号读取AD转换结果
                sclk <= 0;          // SPI时钟信号置为低电平
                cs_n <= 1;          // 禁用AD转换器
                conversion_done <= 1;   // 数据采集完成信号置为高电平
                fsm_state <= IDLE;   // 返回到IDLE状态
            end
        end

        default: fsm_state <= IDLE;  // 默认返回到IDLE状态
    endcase
end

endmodule