数据采集系统(DAS)是CT机的核心技术之一,其主要功能是将来自检测器(Detector)的微弱电流信号经A/D转换后变成数字信号,整理并添加辅助信息,然后送给中央控制器及图像重建系统进行相应的处理。数据采集系统作为CT机的前端系统,负责数据的采集与预处理,它具有通道数多、灵敏度高、转换速率快、动态范围大等特点,因此DAS的精度直接影响着CT机的图像质量,采集速度直接影响着CT机的扫描速度,稳定性决定着CT机的稳定性。本文详细介绍了多层螺旋CT数据采集系统的设计方案,包括系统硬件电路、控制程序以及控制程序的仿真,具体有信号调理电路、A/D转换模块、串行可编程接口、双口RAM、FPGA、FIFO存储器模块、电源模块、控制逻辑和配置电路等部分;并对数据采集理论基础、VHDL语言、系统的硬件设计、控制程序的设计以及部分辅助电路作了详细地阐述。整个设计从EDA技术出发,采用Altera公司的StratixⅡGX系列FPGA芯片,利用VHDL硬件描述语言,首先介绍了各个模块的功能和实现方法,实现了整个采集系统中A/D转换芯片DDC112的时序控制和PLX公司PCI总线控制器PCI9054的逻辑控制;然后较详细地介绍了利用有限状态机(FSM)来实现系统各个模块的控制。本设计使用FPGA芯片丰富的内部资源完成了先进先出存储器FIFO(First InFirst Out)的定制,这使得硬件板卡的设计结构简单化,减少了硬件板卡的干扰,方便硬件调试。通过在QUARTUSⅡ6.0中仿真,结果验证了设计的可行性与合理性,达到了预期效果。同时给出了原理框图和部分仿真波形图以及一些模块的VHDL程序清单。