基于SOPC的扭振信號測量系統(tǒng)實現(xiàn)研究
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設計使用光電編碼每格有效信號作為寫使能控制向FIFO寫數據，讀請求信號read_req由總線發(fā)出，經read_empty控制DMA取FIFO中數據的時間，在read_empty低電平期間(即FIFO不空)取FIFO中數據。其時序見圖4，其中Dataavailable信號接FIFO輸出的空信號(read_empty)。仿真波形，如圖5所示。
設計完成后啟動SOPC Builder的Generate生成用于綜合和仿真的文件，最后在QuarusⅡ中鎖定端口引腳，對生成的處理器系統(tǒng)進行仿真、綜合、適配并下載到FPGA中。
2．3 系統(tǒng)軟件設計
系統(tǒng)軟件共有數據采集模塊、數據存儲計算模塊、UART數據發(fā)送控制模塊和LCD顯示控制模塊。系統(tǒng)軟件流程圖，如圖6所示，數據采集模塊有開關使能。當開關鍵有效且處于有效采樣信號下時，系統(tǒng)開始接收由光電編碼器經整形電路采集到的脈沖信號，每次采樣信號有效時，采樣次數加一，系統(tǒng)共可采集8 000格數據。
數據存儲計算模塊根據采集到的數據計算出瞬時扭角，平均扭角和誤差。同時數據發(fā)送模塊通過按鍵組控制向上位PC機發(fā)送這3種數據，并由LCD控制模塊以二行形式顯示，通過按鍵控制進行刷新顯示。
3 結束語
利用SOPC技術實現(xiàn)的軸系扭振監(jiān)測系統(tǒng)，與以往的數字式扭振監(jiān)測技術相比，由于采用了軟硬件協(xié)同設計，從而大大節(jié)省了軟硬件成本，縮短了開發(fā)周期；NIOS軟核的利用使監(jiān)測系統(tǒng)擁有了強大的運算能力，數據的傳輸速度也有較大提升。基于SOPC技術的扭振監(jiān)測信號動態(tài)分析范圍較大，可以在高低轉速的軸系之間快速切換，若與數據庫技術結合，則可以實現(xiàn)檢測、分析和監(jiān)控告警一體化。同時這種監(jiān)測系統(tǒng)也適用于各種回轉軸系系統(tǒng)，如內燃機曲軸、發(fā)電機、齒輪傳動鏈等，具有廣闊的應用前景。
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