基于FPGA的具有數(shù)字顯示的水溫測控系統(tǒng)
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3．1 硬件設(shè)計原理
系統(tǒng)的硬件平臺大致可分為以下幾個功能模塊：模擬輸入模塊、微處理器及其外圍模塊、UART模塊、時鐘產(chǎn)生模塊、PWM模塊。這些功能模塊都由Actel公司提供的知識產(chǎn)權(quán)核(IP核)組成。在Coreconsole中，將各個模塊配置，通過模塊的總線接口與系統(tǒng)總線AHB，APB互聯(lián)。最終的結(jié)果如圖4所示。其中，右上角的信號連接為連接到頂層模塊的信號。本文引用地址：http://www.biyoush.com/article/191770.htm
如圖4所示，其中CortexM1為微處理器核，負責(zé)處理采集到數(shù)據(jù)，并產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號給外圍控制電路；CoreAHBNvm為控制FLASH的軟核，使系統(tǒng)上電即可運行，掉電不丟失；CoreAI為模擬輸入模塊，負責(zé)將外圍采集的模擬信號數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。交由處理器處理；Coreu- ARTapb為串口通行核，負責(zé)將處理的數(shù)據(jù)通過串口發(fā)送給PC，使其能實時交互和控制；Core- GPIO和CoreGPlO_01兩個核為通用I／O核，分別負責(zé)OLED的數(shù)據(jù)通信和外圍控制信號的輸出。
系統(tǒng)的外圍溫度超過上限報警和加熱模擬的電路如圖5所示。
3．2 軟件設(shè)計部分
系統(tǒng)主要功能是將系統(tǒng)采集到的模擬信號通過硬件轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，將監(jiān)測到的數(shù)據(jù)通過UART發(fā)送到PC的超級終端加以顯示出來；并且可在系統(tǒng)運行初始階段設(shè)置溫度的上、下限值，在超出溫度范圍時報警，且產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號進行加熱或者冷卻。各個模塊的運行由微處理器CortexM1進行協(xié)調(diào)。系統(tǒng)不斷監(jiān)測模擬輸入端，如果模擬輸入有變化，就進行A／D轉(zhuǎn)換，并將轉(zhuǎn)換后的結(jié)果發(fā)送給CortexM1；CortexM1再將接收到的結(jié)果在規(guī)定時間內(nèi)通過UART發(fā)送到PC的超級終端顯示和在系統(tǒng)配接的OLED屏上彩色顯示。
該設(shè)計的系統(tǒng)應(yīng)用軟件是在Actel公司的SoftConsole開發(fā)平臺上完成的。由于程序比較復(fù)雜，可以分為幾個子程序，具體包括：對CoreUART，CoreAI，LED屏等的初始化配置，以及主要功能中CortexM1．c主程序的完成。系統(tǒng)流程圖如圖6所示。
4 結(jié) 語
經(jīng)實際調(diào)試與運行，超級終端上得到了監(jiān)測到的溫度值，并且能實現(xiàn)溫度超出范圍時報警和正?？刂葡聦崿F(xiàn)加熱和冷卻的效果。該設(shè)計能實時測量并顯示溫度值，且精度高，反應(yīng)快，達到了預(yù)期設(shè)計目標。
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