Actel數(shù)模結(jié)合FPGA的遠(yuǎn)程控制器設(shè)計(jì)

3．4 交流電檢測電路
本設(shè)計(jì)，采用DVDI―001電壓／電流互感器對交流電的電壓、電流進(jìn)行采樣，然后通過精密整流電路進(jìn)行整流，采用RC濾波，最終變?yōu)镺～5 V電壓進(jìn)入FPGA的A／D測量端。
(1)作為電壓互感器使用
DVDI―001作電壓互感器使用時(shí)是一種電流型電壓互感器。電壓采樣電路如圖5所示。根據(jù)電路的實(shí)際情況，將Rr的阻值選為5 kΩ，CO選為O．1μF。因?yàn)殡娏鞯母袘?yīng)是1：l，所以Rr選為5 kΩ；同時(shí)也要注意不要讓負(fù)載超過互感器的范圍。這樣，就可以安全地得到所需要的幅值范圍。

(2)作為電流互感器使用
DVDI―001作電流互感器應(yīng)用時(shí)，用戶只需在中心孔內(nèi)穿1匝母線作為輸入線圈。電流采樣電路如圖6所示。由于電流的感應(yīng)比是3 000：1，所以電路中的負(fù)載是很小的，所以根據(jù)電路的實(shí)際情況將Rr的阻值選為5 kΩ，CO選為0．22μF。這樣，就可以安全地得到所需要的幅值范圍(0～5 V)。

3．5 溫度檢測
數(shù)字溫度傳感器DSl8B20具有與CPU接口方便、直接數(shù)字量輸出等優(yōu)點(diǎn)，可提供12位(二進(jìn)制)溫度讀數(shù)指示器件的溫度信息。經(jīng)過單線接口送入DSl8820或從DSl8B20送出，因此從主機(jī)CPU到DSl8820僅需一條線。室內(nèi)溫度檢測采用數(shù)字溫度傳感器，其電路如圖7所示。

4 雙核通信
系統(tǒng)采用主從式架構(gòu)，主核發(fā)送命令，從核響應(yīng)，共同完成對外圍設(shè)備的控制和管理。其中，COREl作為主核，外擴(kuò)了32 KB的SRAM，主要通過MiniISA總線與外界通信；CORE2作為從核，通過I／O與外部通信。COREl、CORE2在結(jié)構(gòu)上是相對獨(dú)立的，雙核采用仿打印機(jī)協(xié)議進(jìn)行通信，二者以I／O口相接(并行數(shù)據(jù)線8位，控制線2位)。雙核通信接口如圖8所示，接口引腳定義如表4所列。

系統(tǒng)在每一個(gè)核中，都開辟了一個(gè)16字節(jié)的緩存，用于存儲(chǔ)接收到的數(shù)據(jù)。其發(fā)送格式為：

從設(shè)備地址如表5所列。

5 軟件設(shè)計(jì)
5．1 系統(tǒng)主程序流程
系統(tǒng)內(nèi)部具有雙核，每個(gè)內(nèi)核單獨(dú)執(zhí)行程序。主程序流程如圖9所示。

5．2 雙核通信流程
雙核通信采用讀忙線發(fā)送、中斷接收的方式，增強(qiáng)了數(shù)據(jù)發(fā)送的可靠性，如圖10所示。

結(jié) 語
本文利用Actel公司最新Fusion系列數(shù)模結(jié)合的FPGA實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程家電控制，保證了多CPU環(huán)境下通信的協(xié)調(diào)與穩(wěn)定。本文創(chuàng)新點(diǎn)：采用數(shù)模結(jié)合的FPGA，內(nèi)嵌2個(gè)8051 IP軟核，主核通過擴(kuò)展MiniISA總線實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理和系統(tǒng)管理，從核直接用于參數(shù)的采集和控制，且參數(shù)采集所用的A／D轉(zhuǎn)換器均為12位的片內(nèi)A／D。