基于FPGA的新型脈沖電源控制系統
原系統的譯碼器、地址寄存器、數據寄存器、頻率合成器、分頻器、累加器、地址切換開(kāi)關(guān)、數據切換開(kāi)關(guān)等均集成在FPGA中,取代了用傳統TTL器件搭成的復雜系統,簡(jiǎn)化了PCB設計。
3 FPGA內部功能框圖及VHDL設計
在系統中,FPGA要具體實(shí)現的功能包括提供正負峰脈沖參考電壓,讀鍵盤(pán)和A/D的輸出以及故障狀態(tài),控制系統輸出脈沖正負峰的選擇,控制輸出脈沖數和電源接觸器開(kāi)/關(guān),寫(xiě)A/D控制信號,進(jìn)行內外觸發(fā)選擇,允許或禁止觸發(fā),設定時(shí)器初值,控制正常/故障燈亮等。
為此我們采用了模塊化設計的思想,按FPGA要實(shí)現的功能,將其內部結構分成6個(gè)模塊,每一個(gè)模塊對應一個(gè)VHDL的設計文件(見(jiàn)圖2)。VHDL語(yǔ)言是IEEE標準化的硬件描述語(yǔ)言,其覆蓋面廣,描述能力強,能支持硬件的設計驗證綜合和測試。這樣設計的好處是有利于各功能模塊的編寫(xiě)和調試,提高了軟件的可維護性及可讀性。

下面給出各個(gè)模塊的外功能簡(jiǎn)介:
?。?) 信號處理模塊SIGNAL-DISPOSAL.VHD
本模塊主要接收脈沖開(kāi)關(guān)鐵電源的狀態(tài)信號(電源開(kāi)/關(guān)、控制開(kāi)/關(guān)、觸發(fā)開(kāi)/關(guān))、故障信號(熱故障、缺相等),以及內部通訊信號(如內部信號輸出、允許觸發(fā)、狀態(tài)/故障選擇等),同時(shí)輸出控制信號。
?。?) 接收數據和發(fā)送數據模塊RECEIVE-DATA-RXD.VHD 和SEND-DATA-RXD.VHD
這兩個(gè)模塊都有兩個(gè)輸入端口:時(shí)鐘CLK和復位RESET,分別通過(guò)信號RXD和TXD實(shí)現與上位機之間的RS232通訊,波特率為9600bps,數據傳送格式為11位,依此排序為:起始位(0),數據位(D0、D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7),奇偶校驗位,停止位(1)。同時(shí)與數據處理模塊之間分別通過(guò)信號允許接收、接收結束、接收錯誤、接收寄存器 和允許發(fā)送、發(fā)送結束、發(fā)送寄存器聯(lián)系。當發(fā)送結束為0時(shí),發(fā)送寄存器送數,允許發(fā)送也置為1。
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