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大学物理实验, 2026, 39(3): 114-119     https://doi.org/ 10.14139/j.cnki.cn22-1228.2026.03.018
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基于 FPGA 多通道传感信号采集与处理系统设计#br#
高圣斌 1 ,陈宇轩 2 ,黄晨航 2 ,任青颖 1*
 南京邮电大学 1.电子与光学工程学院、柔性电子( 未来技术) 学院,江苏 南京 210023; 2.集成电路科学与工程学院
( 产教融合学院) ,江苏 南京 210023
Design of Multi-channel Sensing Signal Acquisition and Processing System Based on FPGA#br#
GAO Shengbin 1 ,CHEN Yuxuan 2 ,HUANG Chenhang 2 ,REN Qingying 1*
 1.College of Electronic and Optical Engineering,College of Flexible Electronics( Future Technology) ,Nanjing University of Posts and Telecommunications,Nanjing 210023,China; College of Integrated Circuit Science and Engineering( College of Industry Education Integration) ,Nanjing University of Posts and Telecommunications,Nanjing 210023,China
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摘要  针对智能气象监测系统中多源传感器信号采集与前端处理的需求,设计并实现了一种基于现场可编程门阵列( FPGA) 与数模混合电路的多通道数据采集与处理系统。系统实现不同模拟传感器信号的采集,提出了一种支持"普通采样"与"快速扫描"的双模式智能轮询算法,完成对温湿度、气体浓度等多路模拟传感信号的自动切换、数字化转换及实时数据处理。本设计具有硬件结构简洁、逻辑架构清晰、功能模块可扩展性强等技术特点,适用于低复杂度气象监测、环境监测等多参数传感器数据采集应用场景,也可作为高校电子工程类实验教学与基础工程能力训练的典型案例。
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高圣斌
陈宇轩
黄晨航
任青颖
关键词:     FPGA  数模混合电路  多通道数据采集    
Abstract:  In response to the requirements of multi-source sensor signal acquisition and front-end processing in
intelligent meteorological monitoring system,this paper designs and implements a multi-channel data
acquisition and processing unit based on a Field-Programmable Gate Array( FPGA) and digital-analog circuits.
The system integrates analog-to-digital converters( ADCs) ,multi-channel analog switches,and display decoding
circuits to realize a complete signal acquisition and processing architecture.To accommodate sensor signals with
varying update rates,a dual-mode intelligent polling algorithm—supporting both“normal sampling”and“fast
scanning”—is proposed.This algorithm automatically switches among,digitizes,and processes real-time analog
sensor signals—including temperature,humidity,and gas concentration. The design features a simplified
hardware structure,a clear logical architecture,and strong scalability of functional modules.It is suitable for
multi-sensor data acquisition applications in low complexity domains such as meteorological and environmental
monitoring,and can also serve as a representative case study for experimental teaching and foundational
engineering training in electronic engineering at colleges and universities.
Key words:       FPGA    Discrete mixed-signal circuit    Multi-channel data acquisition
                    发布日期:  2026-06-25     
ZTFLH:     
  TN 79   
基金资助:  国家自然科学基金青年基金( 61904089,62301135) ; 南京邮电大学教育科学“十三五”规划重点课题( GJS-XKT2001) ; 南
京邮电大学教学改革研究项目( JG02024JX52) ; 江苏省大学生创新创业训练计划项目( 202510293203Y) ; 东南大学 MEMS
教育部重点实验室开放课题基金资助课题( SEUMEMS202403)
引用本文:    
高圣斌 , 陈宇轩 , 黄晨航 , 任青颖 . 基于 FPGA 多通道传感信号采集与处理系统设计#br#[J]. 大学物理实验, 2026, 39(3): 114-119.
GAO Shengbin , CHEN Yuxuan , HUANG Chenhang , REN Qingying . Design of Multi-channel Sensing Signal Acquisition and Processing System Based on FPGA#br#. Physical Experiment of College, 2026, 39(3): 114-119.
链接本文:  
https://dawushiyan.jlict.edu.cn/CN/ 10.14139/j.cnki.cn22-1228.2026.03.018  或          https://dawushiyan.jlict.edu.cn/CN/Y2026/V39/I3/114
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