基于Verilog-HDL的軸承振動(dòng)噪聲電壓峰值檢測

　　僅有圖5的邏輯功能框圖還不能方便地用Verilog-HDL來描述。為此將其進(jìn)一步細(xì)化為圖6所示的形式。圖6中虛線框內(nèi)的功能由XC9572（Xilinx公司的產(chǎn)品）實(shí)現(xiàn)。圖6中，Vin為模擬電壓的輸入，VDOUT為數(shù)字峰值電壓的輸出，VDOUT、RB1、RB21均與接口電路相接，RB1、RB2受微機(jī)的控制。

　　2.2 時(shí)序圖

　　圖7為圖6所示邏輯電路的時(shí)序圖。按照軸承檢測的工藝，當(dāng)系統(tǒng)復(fù)位RB2、啟動(dòng)脈沖RB1到來后，經(jīng)0.7s的延時(shí)，便產(chǎn)生1個(gè)寬度為1s的門脈沖G_P。在此期間，A/D轉(zhuǎn)換器連續(xù)轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)送入數(shù)據(jù)緩沖器GET_DATA，之后進(jìn)行數(shù)字信號(hào)的峰值檢測和保持。A/D轉(zhuǎn)換器在此采用MAX120。該轉(zhuǎn)換器的分辨率為12bit，轉(zhuǎn)換時(shí)間為1.6μs。2.3 邏輯仿真。

　　在硬件電路實(shí)現(xiàn)之前，用Verilog-HDL對(duì)圖6所示的邏輯電路進(jìn)行了仿真，圖8即為仿真結(jié)果。從仿真結(jié)果中可以看出，系統(tǒng)復(fù)位后，D_OUT（VDOUT）輸出為0，在1s門脈沖G_P有效期間，GET_DATA接收時(shí)鐘GET_DATA_CLK。此間來自A/D轉(zhuǎn)換器的數(shù)字電壓（分別為FROM_ADC=10、15、18、17、4、6、2）相繼輸入至GET_DATA。由于這期間的最大值為FROM_ADC=18，故有D_OUT=18。在門脈沖G_P無效期間，即使有數(shù)據(jù)FROM_ADC=11輸入，仍有D_OUT=0。

　2.4 Verilog-HDL主模塊

　　限于篇幅，這里只將本系統(tǒng)所涉及到的Verilog-HDL的主模塊部分列出：

　　Module PK_SEL(BUSY,RB1,RB2,FROM_ADC,D_OUT,P_OUT);

　　input BUSY,RB1,RB2;

　　output P_OUT;

　　input [11:0]FROM_ADC;

　　output [11:0]D_OUT;

　　wire [11:0]TO_COM;

　　wire GET_DATA_CLK;

　　//產(chǎn)生秒脈沖

　　CNT100 F_4kHz （RB1,BUSY,F_4k）； //分頻

　　CNT100 F_37Hz （RB1，F(xiàn)_4k，F(xiàn)_37）； //分頻

　　DELAY_P1 START_DLY （RB2，RB1，F(xiàn)_7，DLY_05S）； //延時(shí)0.7s

　　DELAY_P2 GENE_SPB （RB2，DLY_05S，F(xiàn)_7，SPB）； //延時(shí)1s

　　GETE_GENE GENE_GP （G_P，DLY_05S&RB2，SPB）； //1s的門脈沖

　　Assign P_OUT=G_P;

　　//ADC數(shù)據(jù)最大值的比較和檢測

　　assign GET_DATA_CLK=～BUSY & G_P;

　　DFF12 GET_DATA（GET_DATA_CLK，F(xiàn)ROM_ADC，TO_COM, ～SPB & RB2); //獲取ADC數(shù)據(jù)

　　COMP_D DATA_COMP（TO_COM，D_OUT，D_S）； //數(shù)據(jù)比較

　　DFF12 DATA_MEM（BUSY & D_S，TO_COM，D_OUT，RB1 & RB2）； //數(shù)據(jù)存儲(chǔ)

　　endmodule

　　結(jié)束語

　　與模擬式的峰值電壓檢測方式相比，數(shù)字式的檢測方式有著結(jié)構(gòu)簡單、系統(tǒng)開發(fā)周期短等優(yōu)點(diǎn)，而采用Verilog-HDL可以方便地實(shí)現(xiàn)欲有的功能。筆者設(shè)計(jì)開發(fā)的該系統(tǒng)用在了大連科匯軸承儀器有限公司生產(chǎn)的S0910-3型軸承振動(dòng)測量儀中，并于2001年6月在上海的國際軸承及裝備博覽會(huì)上引起了同行的關(guān)注。