一种基于FPGA 的驱动接口电路的设计

摘要: 针对在自动控制系统设计领域和通信领域中有着广泛运用的AD7862芯片, 介绍了一种基于FPGA 的驱动接口电路的设计。阐述了AD7862的特点及基本功能, 以及基于这些功能特点的驱动时序, 并以此时序为基础在FPGA 芯片中实现了AD7862 的驱动电路。给出了主要的VHDL代码以及最终的仿真测试结果, 实现了对AD7862芯片的稳定可靠驱动, 同时也验证了所设计驱动电路的正确性。

0、引言

在自动控制的很多应用场合, 都需要实时对信号进行采样分析, 然后由DSP来进行运算控制。AD芯片是采样中最常用的芯片, 本文主要对ADI 公司的AD7862芯片进行介绍, 同时为它设计了驱动接口电路。由于AD7862不能自动工作, 需要给它提供相关的驱动信号才能触发它进行转换,本文用FPGA 芯片给它做一个接口驱动电路, 并详细的介绍了驱动电路程序的设计, 设计的电路为AD7862提供了非常好的驱动作用, 并在实际运用中能使其稳定的工作。

1、AD7862芯片简介

AD7862是美国AD I公司出品的12 bit高速, 低功耗转换器, 单电源5伏供电。共有4 个模拟输入端, 被分为两个通道( A B), 通过输入端A0来进行选择。每一个通道有两个输入端( VA1 VA2或者VB1VB2) 。能够接受的模拟信号的输入范围为正负10伏。不过模拟信号的输入端的过压保护允许输入电压达到正负17 伏。原理框图如图1所示。

AD7862原理框图

图1 AD7862原理框图。

AD7862芯片具有以下特点:

( 1) 对每一个通道而言, 从启动转换到转换完成需要3. 6 s的时间。

( 2) 芯片由5 V 单电源供电, 功耗低, 工作时典型值为60 mW。具有自动休眠模式, 当一次转换完成后自动进入休眠模式, 节省电能。当下一个转换周期来临时在自动苏醒。

( 3) 提供一个高速并行接口, 和微处理器、微控制器以及数字信号处理器的连接变得容易。

( 4) AD7862系列共有三个版本分别针对三种不同的输入范围。其中AD7862—10针对标准工业级输入范围正负10伏; AD7862—3 主要针对普通信号输入范围正负2. 5 V。