高速便攜式RS 232／422信號(hào)模擬器設(shè)計(jì)
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3．2 NIOSⅡ控制器系統(tǒng)定制和內(nèi)部程序設(shè)計(jì)
傳統(tǒng)的MCU，DSP或ARM等硬處理器或控制器，它們的功能和片內(nèi)外設(shè)都是固化好的，用戶只能使用，而不能做任何改動(dòng)。而NIOSⅡ處理器是FPGA芯片生成廠商Altera公司無償提供的軟IP核，可以通過QuanusⅡ軟件對它進(jìn)行設(shè)置，隨時(shí)可以添加在片的ROM或RAM，并去掉不必要的外設(shè)，使得整個(gè)系統(tǒng)的搭建靈活，方便，簡潔。并且，在硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)上，一片F(xiàn)PGA芯片內(nèi)就可以完成整個(gè)的數(shù)字控制系統(tǒng)，使得硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)非常的簡單可靠，性能也非常的穩(wěn)定。
在本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，NIOSⅡ處理器和傳統(tǒng)的MCU，DSP或ARM等硬處理器或控制器一樣，也可以用C語言編程實(shí)現(xiàn)需要的控制功能，也可以嵌入各種嵌入式操作系統(tǒng)，并進(jìn)行調(diào)試等。編程的開發(fā)環(huán)境是專用的NIOS2-IDE集成開發(fā)環(huán)境。
NIOSⅡ處理器內(nèi)部程序主要完成USB與PC機(jī)之間的通信協(xié)議，依據(jù)PC機(jī)發(fā)送的設(shè)置命令來完成具體RS 232／422信號(hào)的實(shí)現(xiàn)，并完成數(shù)據(jù)格式的設(shè)置，數(shù)據(jù)塊的設(shè)置，數(shù)據(jù)下行發(fā)送和上行傳輸及信號(hào)源工作狀態(tài)的顯示。其內(nèi)部程序流程圖如圖6所示。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/185416.htm
3. 3 用戶界面程序設(shè)計(jì)
信號(hào)仿真器在PC機(jī)端的軟件設(shè)計(jì)包括設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序和用戶程序兩部分，F(xiàn)TDI公司為基于FT245RL的USB接口設(shè)備提供了VCP、D2XX(動(dòng)態(tài)鏈接庫)兩種驅(qū)動(dòng)程序，這樣就不再需要自己設(shè)計(jì)設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序，而只需要選擇不同的驅(qū)動(dòng)程序，可以把主要精力投入在用戶軟件設(shè)計(jì)上面。
底層驅(qū)動(dòng)程序主要完成上位計(jì)算機(jī)和硬件設(shè)備的連接功能，并為用戶界面程序建立和信號(hào)源仿真器相互通信的通信協(xié)議和通道，其結(jié)構(gòu)框圖如圖7所示。
用戶界面程序主要完成用戶對模擬信號(hào)源進(jìn)行的工作模式選擇，信號(hào)種類選擇，數(shù)據(jù)格式設(shè)置和消息塊格式設(shè)置的輸入功能，同時(shí)可以預(yù)覽信號(hào)源發(fā)送的信號(hào)數(shù)據(jù)，讀取信號(hào)源接收到的數(shù)據(jù)，并可以對存貯數(shù)據(jù)的FLASH芯片進(jìn)行擦除。依據(jù)其要完成的功能，其流程圖如圖8所示。
4 結(jié)語
本文研制的高速RS 232／422信號(hào)仿真器，即可以由計(jì)算機(jī)通過USB接口控制使用，也可以依靠自身攜帶的電池、鍵盤和LED顯示屏獨(dú)立工作。它在設(shè)計(jì)中采用了FPGA技術(shù)，免除了程序跑飛的可能，提供了高速的，多種標(biāo)準(zhǔn)和非標(biāo)準(zhǔn)的波特率，靈活的數(shù)據(jù)格式和信息塊格式設(shè)置，是機(jī)載測試采集器采集RS 232／422信號(hào)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室通電或外場排除RS 232／422總線數(shù)據(jù)故障時(shí)比較理想的選擇。
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