多路高精度模拟量采集电路的软硬件设计与实现

介绍了基于CAN总线通信协议的多路高精度模拟量采集电路的软硬件设计与实现。采用了A/D转换芯片AD1674,通过软件分时的方法采集24路12位模拟量信号,特别适用于航天器地面测试;同时模拟量采集电路使用了CAN总线通信方式,实现了采集卡的灵活控制和数据交换。软件采用了C语言编写,提高了开发的效率。     

基于HART协议的二线制涡轮流量变送器的开发

以HART协议为通信标准,提出了系统的总体方案设计,通过对HART协议的理解与掌握,详细的给出了基于涡轮流量变送器的软硬件设计;硬件设计部分包括涡轮脉冲采集模块,微处理器模块,HART通信模块和4~20 mA环路电流模块4个模块,其中HART通信模块采用HART调制解调器芯片AD5700实现,4~20 mA环路电流模块采用环路供电专用芯片AD5421实现,二者共同构成了HART协议的物理层接口,文章硬件电路所采用的都是低功耗芯片,用纯硬件的方法解决了HART总线设备的低功耗难点;软件设计部分包括主监控程序、变送计算程序和HART协议通信程序3个程序模块,重点讲述了HART协议的数据链路层和应用层的实现过程;最后文章对涡轮流量变送器的二线制传输功能和HART通信功能进行了测试;测试结果表明,变送器的设计要求基本实现了。     

基于NiosII的多通道HART智能通信系统设计

HART通信方式具有抗干扰、传输距离远等优点.针对传统HART通信模块体积大、功耗高、不利于集成的缺点,设计了一种基于NiosⅡ软核CPU的多通道HART智能通信系统.采用NiosⅡ软核CPU为处理核心,实现8路4～ 20 mA电流输出和8路HART通信,每个4～ 20 mA电流输出配置一个HART信号调制解调单元;在NiosⅡ软核CPU上挂载μC/OS-Ⅱ操作系统并实现8路数据链路的软件设计;设计采用DC-DC电源为D/A转换芯片提供动态电压,降低了系统功耗.设计的智能通信系统具有功耗低、集成度高的优点,在工业过程控制等恶劣环境下应用前景广泛.     

基于FPGA和TCP/IP的多路采集与切换系统设计与实现

为保证数据采集应用中系统远距离控制和数据传输的可靠性,及满足多路信号接口的切换与并行数据采集需求,设计了一种基于FPGA和TCP/IP的多路采集与切换系统。该系统以Xilinx Spartan-6系列的FPGA为主控芯片,可满足8组×13路通道的切换,及16路模拟信号的同步采集与实时传输,采用FPGA+TOE架构实现TCP/IP协议通信,并配备监测上位机。通过测试表明,该系统能够长期稳定地进行多路通道切换及高速采集与实时传输,使用便捷、可靠性高,在分布式采集领域中具有一定的应用价值。     

基于SPI总线的飞腾FT2000/4与FPGA通信设计与实现

针对串行通信总线协议(SPI)应用,提出了一种基于飞腾处理器FT2000/4和FPGA之间的通信设计方法,在FPGA中实现了SPI转局部总线模块和寄存器读写模块;在Modelism环境下对所设计的SPI从控制器进行了功能仿真验证,仿真结果表明,该SPI从控制器可与飞腾处理器内的SPI主控制器进行通信;在FT2000/4和FPGA的集成开发板上进行实测,通过扩展的RS422接口与422板卡进行通信,结果表明,在FPGA中设计的SPI从控制器工作正常.     

HART调制解调芯片高速通信接口设计

针对当下工厂设备间设备量以及传输数据量庞大问题,设计了一种新型的HART调制解调芯片接口,通过AXI4总线接口代替传统的UART接口,加速HART调制解调芯片与CPU之间的通信速度.相比于URAT传统接口按位传输,AXI4总线接口可并行传输32位8个字节,数据传输速度可达到纳秒级别.通过AXI4总线模块与CPU的互联,...     

核电多样性驱动系统硬件设计

为实现第三代数字核电保护系统AP1000的国产化,对多样性驱动(DAS)系统进行了研究开发。该系统包括调理模块、定值模块、通信模块和显示模块,在安全通道内采用FPGA代替CPU,实现UART异步通信、SPI串行通信、定值比较以及RAM数据可读标志等功能。经过长时间运行证明,基于FPGA构架的DAS系统能够准确、可靠地实现数据采集、通信和输出等功能,满足核电保护系统的安全需求。     

PLC多路模拟量采集方法研究

本文介绍一种支持各种可编程序控制器穴PLC雪数据采集方法,对热电阻、热电偶等温度信号和电流电压等模拟量进行多路采集。数据采集模块具有隔离RS485接口和隔离并行输出接口,设计了多种并行接口时序和串行通讯协议,通过并行接口和串行接口实现与各种PLC的连接。给出了通过并行接口使用请求半字节输出时序实现PLC采集多个采集模块的数据的方法和程序。     

基于单片机的数据采集系统设计

为了提高数据采集的完整性和利用率，设计一个基于单片机的数据采集系统。该系统通过A/D采集和转换模块采集数据，采用JESD204B协议将数据传输至辅助控制模块。辅助控制模块通过优化后的串行外围接口（Serial Peripheral Interface,SPI）总线将数据传输至主控制模块。测试结果表明，该系统的应用效果较好，可有效完成模拟量转换，转换后的误差较小。     

基于FPGA的虚拟逻辑分析仪的设计与实现

介绍一种基于FPGA芯片的虚拟逻辑分析仪,它由信号调整电路、采样模块、触发模块、通信模块、数据处理模块(NIOS II软核)以及总线接口等组成,实现了8路并行采样,其采样速率可以达到100MS/s。     

基于Nios Ⅱ的新型污水处理数据采集系统设计

针对目前中小型水厂的需求及实际情况,以FPGA作为核心控制单元,并在其中定制Nios Ⅱ软核处理器,设计了一种新型污水处理数据采集系统。此系统具有开关量和模拟量的采集及输出功能,通过SPI总线与上位机通信。通过移植μC/OSⅡ嵌入式实时操作系统,实现多任务调度。经过实验验证,系统实现了预期功能,具有良好的灵活性和性价比。     

基于ARM和FPGA的高扩展性超声检测模块设计与实现

介绍了一种以ARM和FPGA联合作为中央控制处理单元的4路超声探伤模块。给出了其整体结构方案,阐述了以4路超声模拟信号为一组的多路超声探伤模块硬件扩展的设计思路和实现方案,讨论了FPGA对高速LVDS数据的采集、处理、时序同步功能的实现,ARM与FPGA之间总线接口的实现,ARM嵌入式系统功能以及网络通信功能的实现。实际应用表明,该功能模块能达到预期的设计要求,并能方便地实现硬件扩展。     

数据传输链路的数字量通信模块设计

针对某航天器上数据采编设备在随弹发射前需要对其各个功能进行模拟验证的状况,本文设计了一种以FPGA为控制核心、RS-422和LVDS接口为数据传输链路的数字量通信模块.3路RS-422用于模拟数字量传感器的输出,一路RS-422用于模拟状态.4路异步RS-422均采用UART标准通信协议,数据接收端采用多数判决原则以保...     

基于FPGA的同步数据采集处理系统的设计与实现

针对目前多通道数据采集系统的局限,以EP1K50系列的FPGA为核心控制模块,AD7656为模数转化芯片实现了精度为16位、最大采集速率为250kS/s的同步模拟信号采集系统,采用Flash存储采集到的数据,且可以通过PC104总线将数据传输到上位机。给出了系统的电路设计、关键模块逻辑图以及软件流程图。     

基于FPGA的海量数据采集系统的设计

介绍了一种海量数据采集的方法,解决了石油管道检测中多通道、高速实时采集的问题.利用FPGA实现了对400路模拟信号、每路采样频率1 kHz的数据采集;使用SPI总线简化了传感器与FPGA控制板之间的大量连线,同时满足了实时性和小型化的要求.通过实测数据和实测波形对系统进行了验证.     

基于FPGA的线阵CCD光强自动采集系统设计

设计了基于FPGA的线阵CCD光强自动采集系统,该系统主要由线阵CCD光强采集、A/D转换和上位机通信三部分组成。 FPGA产生控制信号给CCD器件,采集光强输出模拟信号,经过A/D转换模块将模拟信号转换为数字信号传输给FPGA,FPGA将数字信号进行处理并通过串口发至上位机。为了验证本系统的光强采集效果,分别使用75％、50％和25％的衰减片对光源的光强进行衰减,然后采集衰减后的光源衍射图像,测试结果表明,本系统能准确分辨不同强度的光信号,相对误差小于0.5％。     

基于FPGA和EMIFA的SPI控制器系统设计

为了在现有C6000系列DSP芯片上扩展多路SPI外围设备,提出了一种基于FPGA和EMIF接口的多路SPI控制器系统方案。该方案采用C6000系列DSP上的EMIF接口与FPGA进行数据交互,扩展出多路SPI控制器。在FPGA上实现了接口模块、寄存器读写模块以及多路通用SPI模块。在ModelSim环境下对所设计的SPI控制器进行了仿真实验,仿真结果表明SPI控制器可以进行全双工通信。随之,在DSP-FPGA集成计算机上进行了实物测试,扩展的SPI控制器外接具有SPI接口的CAN控制器芯片MCP2515,通过扩展的SPI控制器控制MCP2515的数据收发,测试结果显示DSP可以通过MCP2515与其它CAN设备进行通信,扩展的SPI控制器工作正常。     

一种PCI总线Master模块接口设计

该模块挂接在一款SPARCV8处理器的片内AHB总线上,作为AHB总线上的从机受CPU控制,作为PCI主设备实现处理器内部的PCI总线传输功能。模块主要接受来自AHB总线的信号,通过寄存器操作将其转化为标准的PCI命令,从而完成PCI主机与从机之间的通信。模块支持标准的PCI2．2协议操作和异常处理,用户可以通过PCI总线或AHB总线完成模块内部的寄存器配置功能。文章还介绍了模块的系统仿真和FPGA验证结果。结论表明,该设计方案是可行的、有效的;可以正确完成PCI总线的通信功能。