基于FPGA的微波輻射計數控系統設計與實(shí)現

　　1.2.3 系統開(kāi)關(guān)控制電路

　　系統開(kāi)關(guān)控制電路包括系統上下電和噪聲源開(kāi)關(guān)控制電路兩部分。其中，系統上下電通過(guò)四觸點(diǎn)磁保持繼電器及ULN2003A構成的驅動(dòng)電路控制，該磁保持繼電器有2個(gè)線(xiàn)圈：1個(gè)置位線(xiàn)圈Set和1個(gè)復位線(xiàn)圈Reset，均通過(guò)脈沖觸發(fā)。當繼電器Set端出現上升沿時(shí)，繼電器吸合，系統上電；當繼電器Reset端出現上升沿時(shí)，繼電器斷開(kāi)，系統下電。由于繼電器在切換瞬間電流較大，因此需要外加驅動(dòng)電路，由ULN2003A構成[3]。此種繼電器具有保持功能，一旦置位或復位，即使線(xiàn)圈斷電，繼電器仍保持原狀態(tài)，從而降低了功耗。

　　1.2.4 電平轉換電路

　　由于FPGA設計采用的是LVTTL電平，而數據采集電路及AGC自動(dòng)增益控制電路采用的是5VCMOS電平，LVTTL的高低電平為：

　　可見(jiàn)，LVTTL信號與CMOS信號不可直接互聯(lián)，因此設計選用TI公司的SN74ALVC164245芯片(具有三態(tài)輸出的16 bit 3.3 V到5 V電平轉換收發(fā)器)實(shí)現LVTTL與CMOS電平的互聯(lián)。

　　1.2.5 總線(xiàn)接口電路

　　總線(xiàn)接口電路通過(guò)串行通信接口實(shí)現數控系統與遠程計算機的數據通信，由MAX232完成TTL電平到EIA的電平轉換，硬件電路如圖5所示。

　　2 數控系統FPGA軟件設計

　　FPGA軟件部分包括總線(xiàn)控制模塊、天線(xiàn)驅動(dòng)接口模塊、數據采集模塊、AGC模塊和系統開(kāi)關(guān)控制模塊5部分，使用同一時(shí)鐘進(jìn)行同步處理，控制其他電路共同完成微波輻射計的冷熱源定標、數據采集和工作狀態(tài)控制等功能。FPGA軟件信息流程圖如圖6所示。

　　其中，總線(xiàn)控制模塊包括初始化配置模塊、數據傳輸模塊和中斷處理模塊。數據傳輸模塊負責與遠程計算機傳輸科學(xué)數據包，包括定標數據、科學(xué)數據和溫度數據；中斷處理模塊負責傳輸工程遙測包的數據注入和內部指令注入，分別存入相應的數據緩沖區并設置相應的標志位，控制微波輻射計各部分運行狀態(tài)。