基于FPGA的多路信号智能集成测控系统设计

2017-03-23 85 0

设计了一种基于FPGA的多路信号智能集成测控系统电路,采用模块化设计,包括电源模块、多通道模块、信号隔离模块、ADC模块、FPGA主控模块、通信模块与电平转换模块,将多路信号检测系统与控制系统集成在一起,尤其适合汽车信号控制及检测等需检测与控制联合的场合。

系统集成16路信号检测、示波与人机交互功能,能控制各路信号在高电平、数字地、浮空输入、高电压输出4种工作状态间转换,并支持对外可调电源输出。多通道切换模块采用单8通道模拟电子开关CD4051,通过2颗级联构成16路通道切换;信号经运放OP07射随电路隔离以减少切换噪声对采样影响。ADC模块采用TLC549(8位CMOS A/D转换器,转换时间小于17μs、最大转换速率40000Hz),经三线SPI与FPGA交互,输入范围0~5V。FPGA主控模块以EP1C3T144C8N为核心,配EPCS1N(1MB)PROM储存程序,完成RS422收发解码、通道控制与ADC采集,时钟48MHz。通信模块用CH340实现USB转串口,兼容USB2.0、支持50b/s~2Mb/s。电源模块将AC24V转DC12V、DC12V升至12~48V可调,采集板用USB供电并经AMS1117-3.3、AMS1117-1.5产生3.3V、1.5V;电平转换用SN74ALVC164245完成3.3V与5V信号相互转换。上位机用LabView实现数据采集、波形显示与通道切换。实测表明该系统集成了16路信号检测、示波与人机交互功能,可控制各信号在4种工作状态间转换,将多路检测与多路多状态控制有效集成,系统耗电低于10W,可应用于车载CAN总线等多路低频信号检测及多芯信号线通断检测。

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