为了满足多种类传感器信号的准确采集和数据实时的长距离传输,设计以FPGA为控制中心的多种类传感器信号的采集记录模块设计。该模块采用AD7667作为主要的采集模块,通过选通对多路传感器信号进行记录。多路传感器信号经过调理和滤波,再进行AD转换编码传输至FPGA内部FIFO,之后使用RS-422接口的线缆完成对采集数据的准确、长距离的上传。实验结果显示,模块误差小,长距离不会出现误码,该模块准确度高,已成功应用在实际工程之中。 (总第506期)81心控制器，其中32路缓变传感器信号、15路速变传感器信号先经过信号调理模块，完成对信号的滤波、放大等调理，主要实现传感器信号的频率范围适合模块采集的范围。之后进入高速切换16路模拟开关进行通道的选择和切换，从而将输入的传感器信号送入16位高精度A/D转换模块进行A/D转换。最后将A/D转换的数据取高8位和低8位依次写入中心控制器的FIFO中，混合编帧转存存储器 本文由全自动弯管机公司网站网站采集转载中国知网整理! http://www.wanguanji158.com 。采集记录模块设计-电动折弯机数控滚圆机滚弧机折弯机张家港滚圆机滚弧机倒角机具体原理图如图1所示。图1总体方案原理图3硬件设计3．1调理电路设计不同的传感器信号输入的时候，首先对无用频率的信号进行滤波和对各种干扰进行衰减，本文设计有源低通滤波电路对输入信号进行处理。根据采样频率范围计算得知电阻和电容的值分别是4．7Ω和3000Pf［5］，同时在跟随电路之前加二极管，防止电压倒灌。具体调理电路图如图2所示。图2调理电路图3． 本文由全自动弯管机公司网站网站采集转载中国知网整理! http://www.wanguanji158.com 2A/D采集电路设计多路传感器信号是通过多路选通开关进行某一路信号的输入，采用16位数模转换芯片AD7667［6］。根据A/D采集芯片的满量程电压为2．5V，在AD7667输入前端加上驱动电路，放大器选用单通道AD8031，提高了采集信号的信噪比。具体电路图如图3所示。为了降低AD7667的振荡情况，在AD8031输出端串联15Ω电阻和对地接入2．7nF的电容，这样设计之后输入的模拟信号的振荡现象大大降低，提高信号的准确度。图3A/D采集电路原理图3．3多路切换电路设计在电路设计中，功耗大的器件就会产生较大的干扰，影响AD采集的精度，综合考虑采用ADG供电电路图4逻辑控制设计4．1A/D采集逻辑设计设备上电由FPGA控制，FPGA根据传感器的工作情况进行供电。设备上电之后，首先启动AD7667进行A/D转换。时序图如图6所示。其中BUSY和/CONVST同时为低电平时， 本文由全自动弯管机公司网站网站采集转载中国知网整理! http://www.wanguanji158.com AD7667正在数据采集的过程中，而且会自动启动新的一个转换过程;/CONVST保持低电平的时候，AD7667自动保持转换。其中/CONVST要求抖动特别小，采用高频率、抖动小的时钟信号产生，保证信号的准确性。图6AD7667采集时序图4．2FIFO缓存逻辑设计A/D采集得到的数据，先缓存至FPGA内部FIFO中，之后再存入存储器中，FPGA内部FIFO的采用8位512字节的双端口ＲAM。具体控制原理图如图7所示。图中ramcon是控制ＲAM读写操作的模块，其中的rd、wr是外部控制读写的信号，高电平的时候有效。rd和wr控制ＲAM中的CLKA和CLKB，当rd为高电平的时候，说明读信号有效，ＲAM将内部的数据发送到输出端，同时读取地址;当wr为高电平的时候，写信号有效，外部数据写入ＲAM中，同时写地址。FIFO缓存的空信号和满信号是通过写地址和读地址之差来判断的。设计这样大的FIFO缓存不仅可以节约电路板的空间，而且能够减小其他器件采集记录模块设计-电动折弯机数控滚圆机滚弧机折弯机张家港滚圆机滚弧机倒角机 本文由全自动弯管机公司网站网站采集转载中国知网整理! http://www.wanguanji158.com