基于FPGA的烟支检测系统的设计
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3 软件设计
本系统的核心处理程序可采用QUARTUSII7．2软件和Verilog HDL语言进行编写，而上位机软件则可采用Delphi7软件进行编写，其核心部分是数据处理部件，它主要由A／D采样、差分传输和FPGA数据处理部分构成，为了使系统实现更加方便，且便于控制，选择FPGA对剔除问题烟的算法非常关键。图3所示是整个系统的程序框图。本文引用地址：https://www.eepw.com.cn/article/191273.htm
3．1 A／D采样
ADS7841E是一款4通道12位的A／D转换芯片，它是由时钟控制的串行输入芯片，芯片DIN中的A2、A1、A0位是通道选择位，MODE位是12b-it／8bit转换选择位，本设计选择高精度的12bit转换，SGL／DIF位用于选择是单端转换还是差分转换，本设计选择单端转换。ADS7841E模块的软件设计原理图如图4所示。
图4中，clkin为系统时钟，CH1～CH7为ADS7841E芯片的转换结果并行输出，该数据可送往FPGA进行判决处理。
3．2 FPGA数据的处理
在对FPGA数据进行处理时，可以采用均值剔除算法。所谓均值剔除算法，就是用一个样本的当前值与一个参考值相减，然后取绝对值，如果结果超过某一门限，就说明其不符合要求，故可舍弃这个数据。假设随机变量X具有数学期望μ和方差σ2，那么，对于任意正数ε，其不等式(6)成立：
不等式(6)称为切比雪夫不等式，若令ε=3σ，则可得到：
其中，μ为正态分布的期望，σ为正态分布的均方差。由式(8)可知，对于正态随机变量来说，它的值落在区间[μ-3σ，μ+3σ]内几乎是必然的事件，这就是3σ规则。
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