一種基于CCD技術(shù)的鋼管長(cháng)度測量系統設計

　　3．3 RS-485通信的實(shí)現

　　RS-485作為一種串行通信的接口，具有傳輸距離長(cháng)、速度較高、電平兼容性好、使用靈活方便、成本低廉和可靠度高等優(yōu)點(diǎn)，在智能管理、在線(xiàn)控制、地質(zhì)勘探等許多領(lǐng)域都有著(zhù)廣泛的應用。RS-485收發(fā)器分別采用平衡發(fā)送和差分接收，即在發(fā)送端驅動(dòng)器將TTL電平信號轉換成差分信號輸出，在接收端接收信號將差分信號變成TTL電平。在RS-485接口中一根線(xiàn)定義為A，另一根線(xiàn)定義為B，有一個(gè)信號地C和一個(gè)“使能”端，在“使能”端控制發(fā)送驅動(dòng)器與傳輸線(xiàn)的切斷與連接。當“使能”端起作用時(shí)，發(fā)送驅動(dòng)器處于高阻狀態(tài)，稱(chēng)作“第三態(tài)”，即它是有別于邏輯“l(fā)”與“O”的第三態(tài)。RS-485具有較強的抑制共模干擾的能力和較高的接收器靈敏度，能檢測200 mV的電壓，因此數據傳輸距離可達1 km以外。

　　RS-485接口連接器一般采用DB9的9芯插頭座，與智能終端RS-485接口采用DB9孔。最簡(jiǎn)單的RS-485通信線(xiàn)電路電纜由兩條信號線(xiàn)路組成，接口一般采用屏蔽雙絞線(xiàn)傳輸。RS-485與FPGA的接口電路如圖6所示。

　　4 系統的軟件實(shí)現

　　該系統以Aherla公司的EP3C25E1448CN作為中央處理器，整個(gè)測量過(guò)程主要包括初始狀態(tài)(Initialization)、數據采集(Data_Sample)、數據處理(Data_Processing)、數據顯示(Data_Display)和數據傳輸(Data_Transfers)等5種不同的狀態(tài)?？衫糜邢逘顟B(tài)機方法進(jìn)行設計，其狀態(tài)轉換圖如圖7所示。通過(guò)開(kāi)發(fā)工具QuartusⅡ對各模塊的VHDL源程序及頂層電路進(jìn)行編譯、邏輯綜合，電路的糾錯、驗證、自動(dòng)布局布線(xiàn)及仿真等各種測試，最終將設計編譯的數據下載到芯片中。

　　5 結論

　　本系統以可編程邏輯器件作為開(kāi)發(fā)平臺處理數據，高精度的CCD器件實(shí)現數據采集，RS-485通信完成數據的傳輸，使整個(gè)系統具有集成度高，易于調試，測量準確度高，易于實(shí)現遠程控制和信息資源共享的特點(diǎn)，具有一定的開(kāi)發(fā)潛力。