1、目的及意义（含国内外的研究现状分析）
毕业设计的目的是研究基于 FPGA 的光电数据采集和处理系统，主要是分析光
电转换机理以及信号数据的处理，然后根据可编程逻辑器件的编程技巧设计一套
数据采集系统并完成对关心好的实时监测 。还要调查其目前的应用领域，及其在
国内外的发展现状。
光电转换过程的原理是光子将能量传递给电子使其运动从而形成电流。这一
过程有两种解决途径，最常见的一种是使用以硅为主要材料的固体装置，另一种
则是使用光敏染料分子来捕获光子的能量。染料分子吸收光子能量后将使半导体
中的带负电的电子和带正电的空穴分离。数据采集系统是计算机、智能仪器与外
界物理世界联系的桥梁，是获取信息的重要途径。数据采集的任务，具体地说，
就是采集传感器输出的模拟信号并转换为 FPGA 能识别的数字信号，然后送入 FPGA
或相应的信号处理系统，根据不同需要进行相应的计算和处理，得出所需要的数
据。与此同时，将 FPGA 得到的数据进行显示或打印，以便实现对某些物理量的监
视，其中的一部分数据还将被控制生产过程中的 FPGA 控制系统用来控制某些物理
量。
数据采集系统由以下几个部分组成：数据采集、数据传输、数据存储、数据
处理、分析和显示等。数据采集几乎无孔不入，它已渗透到了地质、医药器械、
雷达、通讯、遥感遥测等各个领域，为我们更好的获取信息提供了良好的基础。
数据采集器的研制在国外已经相当成熟，而且数据采集器的种类也不断增多，
性能越来越好，功能越来越强大。
比如美国 FLUKE 公司的 262XA 系列数据采集器是一种小型、便携、操作简单、
使用灵活的数据采集器，他可以单独使用，也可以和计算机连接使用。它具有多
种测量功能，多种数据存储方式和多种控制方式。262XA 共有 21 路模拟输入通道，
它可以直接测量电压、电流、温度、频率和电阻等，8 路数字输入/输出可以用于
数字信号的处理，另外 4 路可以用于报警输入。当某个模拟通道的输入信号超过
