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基于FPGA控制的电压采集与显示系统设计
杨传贺
（枣庄科技职业学院山东枣庄277500）
摘要：本次设计主要是将采样来的模拟电压信号转换为数宇信号输出到液品显示器进行显示。FPGA对按键遗行检测，通过按键切换不同的 AD转换电露来集电压，AD启动转换结束后，将得到的数据送到LCD1602显示结果。
关键调：FPGA电压采集A/D转换VHDL
中图分类号：TP391 1前言
文献标识码：A
文章编号：1007-9416(2011)09-0217-02
置逻辑模块CLB、输出输人模块IOB和内部连线三个部分。下面是
在工业系统中，现场电压采集和显示有着广泛的应用。传统方法多使用单片机完成现场电压采集和向上位机传输数据的任务，然而由于单片机的运行速度慢和宜于受到干扰而出现死机等间题，在实时性和可靠性要求高的地方不能应用.而FPGA的快速性、可靠性以及易更新性使得它成为完成这一任务的目前最好的选择。利用 FPGA设计的模块非常简洁，只用一个芯片就可以完成很多复杂的任务。非常适合用在各类嵌人式系统中。
本论文设计基于FPGA控制的电压采集系统设计。FPGA对按键进行检测，通过按键切换不同的AD转换电路采集电压，AD启动转换结束后，将得到的数据送到液晶显示器上显示结果。论文要求采用Protel绘制原理图；在QUARTUSII中使用VHDL语言以及原理
图法完成软件功能设计。 2多功能充电器的设计
本文在详细分析设计任务书的基础上，了解对各个器件的要求，并以PGAEP2C8芯片作为主控制器，TLC549为A/D转换器，使用VHDL语言作为程序语言，应用PROTEL完成电路图设计，实现了基于FPGA控制的电压采集系统设计。
2.1硬件设计的实现
本论文设计的硬件概图，如图1：模拟电压输入
ADC2
1602LCD
ADC1 时钟键盘
FPGA
图1整体硬件框图
本设计的关键在于FPGA模块、A/D转换器模块、液晶显示模块的设计，在此重点介绍，另外还有电源电路、键盘电路以及时钟信号等。
(1)FPGA模块设计的设计
现在考虑硬件的选取，首先考虑系统的核心部分
主控制器
的选择。本次设计主要是采用FPGAEP2C8芯片作为主控制核心。因为本文中用到其以下特点：采用FPGAEP2C8设计ASIC电路，用户不需要投片生产，就能得到合用的芯片，FPGAEP2C8可做其它全定制或半定制ASIC电路的中试样片FPGAEP2C8内部有丰富的触发器和I/O引脚，FPGAEP2C8是ASIC电路中设计周期最短、开发费用最低，风险最小的器件之一，FPGAEP2C8采用高速 CHMOS工艺，功耗低，可以与CMOS，TTL电平兼容，FPGAEP2C8 芯片是小批量系统提高系统集成度、可靠性的最佳选择之。
FPGA采用了逻辑单元阵列LCA这样一个概念，内部包括可配万方数据
其中几个典型部分的电路图。
晶振电路。FPGA中的晶振主要是保持系统内的各部分工作可同步，还有提供时序的标准时刻，让电路按准确时序工作。
VCCA_PLLI
53
VCCA_PLL51
157 155
vC1_2
C33 104
wCC12
104
38
UIR
c35
VCCA_PLL1
VCCD_PLL1 VCCA_PLL2 VCCD_PLL2 EP2C8Q208C8
12 1s1 L13 isi
4 151 L5 1si
GNDA_PLL1 GND_PLL1 GND_PLL1
GNDA_PLL2 GND_PLL2 GND_PLL2
VCCA_PLLI
CC34 475
C3s 475
C35 104
PLLI
C40 104
PLL2
图2FPGA晶振原理框图
158 156
PLL P.
VCCA_PLL2
JTAG电路。本次设计采用JTAG方式，其具体电路连接图如图 3所示：
VDD3
R1 RoK 10k
TCK
JTAG
TDO
TMS TD
4
6 8 10
HEADERSX2
图3JTAG连接图
VDD3_3
JTAG的四个接口TMS、TCK、TDI、TDO，分别为模式选择时钟、数据输人和数据输出线。
配置芯片电路。FPGA在正常工作时，它的配置数据存储在 SRAM中，加电时须重新下载。在实验系统中，通常用计算机或控制