基于FPGA的具有數(shù)字顯示的水溫測(cè)控系統(tǒng)
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3．1 硬件設(shè)計(jì)原理
系統(tǒng)的硬件平臺(tái)大致可分為以下幾個(gè)功能模塊：模擬輸入模塊、微處理器及其外圍模塊、UART模塊、時(shí)鐘產(chǎn)生模塊、PWM模塊。這些功能模塊都由Actel公司提供的知識(shí)產(chǎn)權(quán)核(IP核)組成。在Coreconsole中，將各個(gè)模塊配置，通過模塊的總線接口與系統(tǒng)總線AHB，APB互聯(lián)。最終的結(jié)果如圖4所示。其中，右上角的信號(hào)連接為連接到頂層模塊的信號(hào)。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/191770.htm
如圖4所示，其中CortexM1為微處理器核，負(fù)責(zé)處理采集到數(shù)據(jù)，并產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號(hào)給外圍控制電路；CoreAHBNvm為控制FLASH的軟核，使系統(tǒng)上電即可運(yùn)行，掉電不丟失；CoreAI為模擬輸入模塊，負(fù)責(zé)將外圍采集的模擬信號(hào)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。交由處理器處理；Coreu- ARTapb為串口通行核，負(fù)責(zé)將處理的數(shù)據(jù)通過串口發(fā)送給PC，使其能實(shí)時(shí)交互和控制；Core- GPIO和CoreGPlO_01兩個(gè)核為通用I／O核，分別負(fù)責(zé)OLED的數(shù)據(jù)通信和外圍控制信號(hào)的輸出。
系統(tǒng)的外圍溫度超過上限報(bào)警和加熱模擬的電路如圖5所示。
3．2 軟件設(shè)計(jì)部分
系統(tǒng)主要功能是將系統(tǒng)采集到的模擬信號(hào)通過硬件轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，將監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)通過UART發(fā)送到PC的超級(jí)終端加以顯示出來；并且可在系統(tǒng)運(yùn)行初始階段設(shè)置溫度的上、下限值，在超出溫度范圍時(shí)報(bào)警，且產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號(hào)進(jìn)行加熱或者冷卻。各個(gè)模塊的運(yùn)行由微處理器CortexM1進(jìn)行協(xié)調(diào)。系統(tǒng)不斷監(jiān)測(cè)模擬輸入端，如果模擬輸入有變化，就進(jìn)行A／D轉(zhuǎn)換，并將轉(zhuǎn)換后的結(jié)果發(fā)送給CortexM1；CortexM1再將接收到的結(jié)果在規(guī)定時(shí)間內(nèi)通過UART發(fā)送到PC的超級(jí)終端顯示和在系統(tǒng)配接的OLED屏上彩色顯示。
該設(shè)計(jì)的系統(tǒng)應(yīng)用軟件是在Actel公司的SoftConsole開發(fā)平臺(tái)上完成的。由于程序比較復(fù)雜，可以分為幾個(gè)子程序，具體包括：對(duì)CoreUART，CoreAI，LED屏等的初始化配置，以及主要功能中CortexM1．c主程序的完成。系統(tǒng)流程圖如圖6所示。
4 結(jié) 語(yǔ)
經(jīng)實(shí)際調(diào)試與運(yùn)行，超級(jí)終端上得到了監(jiān)測(cè)到的溫度值，并且能實(shí)現(xiàn)溫度超出范圍時(shí)報(bào)警和正?？刂葡聦?shí)現(xiàn)加熱和冷卻的效果。該設(shè)計(jì)能實(shí)時(shí)測(cè)量并顯示溫度值，且精度高，反應(yīng)快，達(dá)到了預(yù)期設(shè)計(jì)目標(biāo)。
評(píng)論