基于FPGA的光栅位移检测系统设计

本文介绍了用可编程器件FPGA对光栅传感器采集来的数字信号进行处理和控制的方法.利用光栅传感器把位移转换成电压脉冲的特点,同时利用在线可编程阵列FPGA高集成度、高性能、高效率和低成本的优点设计了一种用于机床位移测量与控制的数字系统,并阐述了该系统位移检测原理、总体方案实现和通信接口设计.可应用于光栅位移的数据采集、处理、控制及与上位机的通信系统中.     

通用型光栅信号处理系统的研制

为了实现基于光栅传感器的位移测量,设计了一种通用光栅信号处理系统。无论光栅尺的输出是方波信号还是正弦波信号,处理系统均可识别并处理。运用FPGA芯片对光栅信号进行四倍频细分、辨向以及可逆计数。计数得到光栅扫描测头的位移数据经由DSP预处理,然后通过ISA或串口传到上位机,并由液晶显示位移结果。实现了对光栅信号的测量处理过程,同时通用性得到了提高。     

基于SSI的磁致伸缩位移传感器测量系统的设计

设计了一种基于SSI的磁致伸缩位移传感器测量系统,重点介绍了测量系统的硬件设计和SSI接口时序。采用SSI接口作为磁致伸缩位移传感器的输出方式,通过FPGA综合管理和时序设计实现多路SSI信号的测量,并可以通过PCI总线传输接口实现FPGA与上位机的数据通信。测试结果表明,该设计方案稳定、可靠,满足测量系统性能指标要求。     

高频脉冲插值测量扭振及实验研究

转轴的扭转振动测量是对其进行状态检测和故障分析的重要手段,为此,设计了一种基于高频脉冲插值的扭振测量系统。测量方法是通过高精度光栅和红外光电管获取转速信号,再对转速信号进行高频脉冲插值,从而把转速信号转化为高频脉冲数,对高频脉冲数处理后得到转轴的扭振信息。测量系统采用FPGA与单片机相结合的模式,FPGA用于产生高频脉冲、对转速信号插值,并对插值后的信号进行计数,单片机读取计数结果并进行处理。经过实验验证,表明该测量方法有较高的测量精度,并通过理论分析找到了影响系统测量精度的原因。最后对几种常用的电动机进行了测试,测试结果较好地反映了转轴的实际振动情况。     

基于双端口通信的光栅光谱仪设计方法

针对单片机作为主控及数据处理平台的光栅光谱分析仪具有电路复杂、可靠性差、测量速度慢等诸多局限性,提出一种基于工控板作为主控及数据处理平台的光栅光谱分析仪设计方法。该方法根据双口RAM双端口通信机制和查询测量参数指令地址的软件设计方法,采用FPGA控制PC/104总线作为主控及数据处理平台与双口RAM数据通信及控制总线,在兼容原有系统成熟模块的前提下,实现工控板对光谱分析仪参数设置和数据测量。实验结果表明,该方法切实可行,且相对于原有光谱分析仪产品,平均测量时间缩短83.7%。     

基于FPGA的六维并联机构的数据采集系统设计

针对6个绝对式光栅编码器数据读取与传送问题,为了得到六维并联机构的各支腿所在位置的编码器数据,设计了该数据采集及传送系统.该系统通过2个FPGA芯片状态机设计,实现了从6个单独编码器数据的并行采集读取,6个编码器数据的整合,再到6组编码器数据的接收与校验.通过实验验证,表明设计的数据采集及传送系统能够通过2片FPGA正确的传输数据,数据传输过程稳定可靠,能够提供满足六维并联机构的位姿调整所需要的编码器数据.     

一种基于ISA总线的FPGA在线配置方法

介绍了一种基于PC机ISA总线的FP-GA的在线配置方法。采用被动串行PS配置方式，在PC机上将配置数据通过ISA总线写入ISA插卡上的FPGA中，详细介绍了配置原理及有关的硬软件设计。实践证明该方法成本较低，便于现场配置。     

基于FPGA控制单片机接口的远程监测系统

介绍了基于FPGA控制单片机接口实现远程监测系统的设计.该系统采用双CPU结构,下位机负责采集现场数据,上位机控制和监测下位机,FPGA作为下位机接口的控制芯片实现现场数据采集、数据液晶显示等工作.通过RS485总线实现上下位机的远程数据通信.     

全液压推土模拟机实训台黑匣子系统开发

根据全液压推土模拟机实训台维护、维修与超载报警的需求,设计了全液压推土模拟机实训台黑匣子系统。该系统以单片机AT89C52为微处理器;采用K型热电偶作为温度传感器,测量液压油的温度;选择MSP压力变送器作为压力传感器,测量液压缸内的油压;应用AT24C64作为数据存储器,实时存储系统采集的温度和压力值,AT24C64存储器可以自动存储超过10h的数据。同时设计了上位机数据读取系统,通过RS232串口进行上位机与下位机的数据传输,实现液压系统运行参数的读取与上位机数据的存储、分析。     

基于FPGA的MEMS陀螺阵列信号采集系统

针对传统单片机控制器无法同时读取MEMS陀螺阵列的测量数据,难以满足实际工程应用的测量要求,为提高MEMS陀螺仪的工作性能,设计了一种基于FPGA的MEMS陀螺阵列信号采集系统。系统选取FPGA作为主控芯片,与外围器件ADXRS810陀螺仪搭建陀螺阵列信号采集平台。选用Verilog HDL作为输入语言来实现FPGA内部逻辑设计,通过SPI协议和状态机实现与陀螺阵列的数据通信,采用双口RAM模块给阵列陀螺分配不同的地址并通过RS232串口实现和上位机的通讯。通过搭建的软硬件实验系统测试,表明设计的系统具有实时性好、精度高、成本低的特点。     

基于ISA总线的活塞自动检测及分选机

介绍了一种基于ISA总线的活塞自动检测及分选机。该测量机利用电涡流传感器把活塞规定的三个断面直径尺寸转换为频率信号 ,用 82 5 3芯片对频率信号进行F/D转换 ,用并行接口芯片 82 5 5扩展I/O接口 ,通过ISA总线连接计算机 ,实现活塞三个规定断面直径尺寸的计算机数据采集。试验表明 ,该测量机测量精度可达±1 5 μm ,重复性达± 1 5 μm。     

将ISA接口卡移植到PCI总线的高效设计方法

PC19052是PLX公司推出的PCI总线接口芯片，能够实现ISA总线与PCI总线的无缝连接，可方便地将原有的ISA插卡移植到PCI总线。本文首先介绍了该芯片的ISA接口模式，然后给出了一个移植设计实例。     

基于双口RAM的智能数据采集卡设计

本文介绍了一种基于双口RAM的智能数据采集卡的硬件组成和原理功能,详细讨论了ISA总线及单片机对双口RAM的地址的分配,针对ISA总线和单片机同时对双口RAM读写数据时的仲裁问题,提出了硬件判优和软件判优两种实现方法,并给出了利用该智能数据采集卡进行数据通信及数据共享的软件设计流程。     

高速数据采集系统的设计

本文介绍了一种包括数据采集硬件及数据处理软件的高速数据采集系统。硬件部分为高速单片机DSC875 2 0控制的高速数据采集卡 ,通过ISA总线与工控机连结 ,主要采用了ISA总线技术、I/O接口技术和中断技术。用DELPHI语言编写的软件系统对数据进行分析和处理。本系统的特点在于该系统在单片机的控制下实现高速数据采集 ,采样频率可达 1～ 2MHz。该系统可靠性高 ,抗干扰能力强 ,造价低廉     

基于DSP和FPGA非圆齿轮测量仪数据采集系统的设计

用极坐标法测量原理对非圆齿轮进行高效率、连续自动跟踪测量.设计了基于DSP和FPGA的非圆齿轮测量仪的数据采集系统,系统要求采集2路光栅信号、1路模拟信号,以位置模式控制电机的运动,采用串口通讯的方式和计算机进行通讯.采用DSP+FPGA结构的信号处理系统显示出其优越性.     

基于DSP的数控插补平台研究

介绍了一种基于DSP的数控插补平台。该平台由上位机以及基于DSP和FPGA的运动控制器组成。上位机进行G代码的解析处理,通过ISA接口传输给DSP,在DSP中完成多轴运动控制,包括插补预处理、多轴插补运算、伺服控制、数据采集和实时轮廓误差的计算等。插补算法中,采用前瞻控制和柔性的加减速控制,实现了多段直线或圆弧的连续插补控制。由于DSP运算速度快,插补周期可以达到1ms以内,因此,该平台可达到很高的插补精度。实验验证表明,该平台运行稳定,功能完备,同时具有较高的轮廓精度,适合各种插补算法的研究。     

FPGA在偏振耦合测试仪中的应用

在偏振耦合测试仪的PCI接口数据采集系统中，现场可编程门阵列(Field Progrmnable Gate Array)实现了对模／数器件的控制功能，同时完成了与PCI总线控制器间的数据接口功能。应用自项向下的设计思想，完成了FPGA内部的逻辑设计，并对其逻辑功能进行了仿真验证，给出了FPGA数据采集时的测试时序图。应用FPGA实现的数据采集系统可以检测出偏振耦合检测仪中的微弱干涉光信号。