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《基于FPGA和ARM的便攜式在線監(jiān)測儀.pdf》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、2011年儀表技術與傳感器2011第6期InstrumentTechniqueandSensorNo．6基于FPGA和ARM的便攜式在線監(jiān)測儀馮林，王曉迪，吳振宇，馬龍(1．大連理工大學創(chuàng)新實驗學院，遼寧大連；2，煤炭科學研究總院沈陽研究院，遼寧撫順113122)摘要：文中介紹了一款基于FPGA和ARM的便攜式在線監(jiān)測儀。通過CycloneII系列FPGA控制l2位A／D轉換器ADC7886進行數(shù)據(jù)采集，將信息實時傳輸?shù)紸RM終端進行監(jiān)控及處理，并控制12位D／A轉換器TL~5616實現(xiàn)模擬電壓輸出，同時采用SD卡進行數(shù)據(jù)存儲。系統(tǒng)設計在解決在
2、線監(jiān)測難點的同時達到了便攜性的要求，實現(xiàn)了信號的采集、存儲、測量和顯示，具有很強的實用性。該系統(tǒng)已在煤炭科學研究總院撫順分院的井下設備監(jiān)測中穩(wěn)定應用。關鍵詞：在線監(jiān)測；FPGA；SD卡；ARM；儀表放大器中圖分類號：TP212文獻標識碼：A文章編號：1002—1841(2011)06—0038—03PortableOnlineMonitorBasedonFPGAandARMFENGLin，WANGXiao-di，WUZhen—yu，MALong(1．SchoolofInnovationandExperiment，DalianUniversity
3、ofTechnology，Dalian116024，China；2．ShenyangBranchofChinaCoalResearchInstitute，F(xiàn)ushun113132，China)Abstract：ThispaperdescribedaportableonlinemonitorbasedonFPGAandARM．CycloneIIseriesFPGAcontrolsthe12-bitA／DconvenerADC7886toachievedataacquisition．AndFPGAputsreal—timeinformationto
4、monitortoprocessbyARMde—vice．ThenFPGAcontrolsthe12一bitD／Aconvertel"TLV5616outputanalogvoltage．ThesystemusesSDcardfordatastorage．Itsolvestheonlinemonitoringproblemandachievestheportabilityrequirements，andachievesthesignalacquisition，storage，meas—urementanddisplay．Ithasgoodpra
5、cticality．Thesystemhasbeenstablyusedintheequipmenttestingapplicationsunderground．Keywords：onlinemonitor；FPGA；SDcard；ARM；instrumentationamplifier0引言較高的產品。文中討論了一種基于FPGA和ARM的解決方案，并設計該器件工作電壓1．3V，采用16／32位ARM920TRISC核實現(xiàn)了一款體積小、精度高、無需外接交流電源的工業(yè)級煤礦心，提供的接口支持包括：NAMD閃存、數(shù)碼相機、TFT／STN液井下在線監(jiān)
6、控測試儀，不影響礦井安全生產，實現(xiàn)了對甲烷控晶屏、USB、sD／MMc／SDIO存儲卡以及觸摸屏等，并支持Mi—制系統(tǒng)和風電監(jiān)測系統(tǒng)進行在線檢測，以保證系統(tǒng)安全穩(wěn)定運crosoftWindowsCE、PalmOS、Symbian和Linux操作系統(tǒng)等。行。1．2電壓信號采集模塊1系統(tǒng)硬件部分設計與實現(xiàn)電壓信號采集模塊需要將井下監(jiān)控系統(tǒng)輸出的峰峰值為硬件系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集模塊、存儲模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、人機交互30V或15V的電壓，經過衰減后送人A／D轉換器。模塊、觸發(fā)f言號輸出模塊等構成J。系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)實時顯示、測量、電壓測量端口采用隔離高阻抗輸入設
7、計，電壓信號端口輸存儲及觸發(fā)信號輸出等功能。系統(tǒng)的整體框圖如圖1所示。入阻抗不小于20kQ．可以對井下使用的各種礦用傳感器和監(jiān)測分站內的設備實現(xiàn)電壓開關量、頻率量的在線測量。為保證電壓測量輸入端口的安全性，在輸入端口加入了限幅二極管，實現(xiàn)限幅保護功能。電壓信號檢測端口如圖2所示。設計中采用CI)4051實現(xiàn)15V／30V量程切換功能。采用由LM358運放設計的射隨器將信號輸出到A／D轉換器進行模／數(shù)轉換。A／D轉換器選用ADS7886，該器件可以實現(xiàn)12位精度的模／數(shù)轉換，采樣速度最高可達到1Mbps，采用20MHz的串行接口，簡化硬件設計，并
8、很大程度的節(jié)省FPGA的端口圖1系統(tǒng)整體框圖1．1主控制器模塊資源。模／數(shù)轉換模塊的電路設計如圖3所示。中央處理器采用244016／32．bitRIS
