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FPGA在智能压力传感器系统中的应用

作者:时间:2009-09-24来源:网络收藏
3.1 SoC结构的实现
SoPC设计由CPU、存储器接口、标准外设和用户定制逻辑单元模块等组件构成。Altera的SoPCBuilder工具提供了大量IP核可供调用,可以很方便地在单片芯片上配置嵌入NoisⅡ处理器软核、片上RAM和RS 232控制器、扩展片外存储器、用户定制逻辑单元,同时自动地为的每个外设分配地址、连接总线,确定设备优先级,其内部结构如图3所示。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/152333.htm

3.2 数据采集控制单元的实现
数据采集(DAS)控制单元是整个系统的核心,其输入端口及其功能:DAS_STS用于接收AD1674的STS状态信号;DAS_IN(12位)用于接收AD1674并行12位转换输出;CLK,RST用作系统时钟和RESET的信号。输出端口DAS_RC接AD1674的R/C端,用以控制A/D的启动和读数;DAS_A用作控制AD7502的A1A0通道选通信号;DAS_OUT(加通道的序号为16位)用作DAS控制单元的16位输出数据。
DAS控制单元的有限状态机(FSM)有4个状态,分别为St0,St1,St2,St3。St0为选择通道,启动A/D转换,进入St1状态;St1为等待转换结束,若转换结束,进入St2状态,否则保持在St1状态;St2为发出读数据信号,进入St3状态;St3为输出转换数据;选择其他通道,返回St0状态。DAS控制单元采用VHDL语言进行开发,程序的部分代码如下所示:


DAS控制单元的仿真如图4所示。图中显示控制单元运行正确。

3.3 系统软件工作流程
系统中误差校正和温度补偿由系统软件控制完成。系统软件由SoPC Builder工具中的软件开发工具(SDK)进行开发。系统软件流程如图5所示。

系统上电初始化并启动DAS控制单元,选通每个通道并消除每个通道的随机误差;然后根据校正过的0通道和1通道的数值,实时计算出误差校正因子,依据误差校正公式(1)实时校正零点漂移校准和增益误差,再根据测量得到的工作温度,计算与标准温度的差值,通过查表获得温度变化系数,最后依据温度补偿公式(5)校正测量数据,并将数据输出。


4 结 语
在系统的设计过程中,充分利用构建系统灵活,软、硬件开发相结合的特点,在满足系统性能的基础上,合理分配软硬件功能,简化系统设计。把过去由分立芯片实现的系统放在单个芯片中,这种单片系统的设计,大大提高了系统的稳定性和可靠性,同时提高了系统抗工业现场干扰的能力。

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