基于FPGA的微波輻射計數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

　　天線驅(qū)動模塊負(fù)責(zé)執(zhí)行總線控制模塊傳輸?shù)母鞣N天線控制指令，同時讀取天線狀態(tài)字和天線角編碼，并存入數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，等待下傳。

　　數(shù)據(jù)采集模塊為多路選擇器提供地址信號，并為A/D轉(zhuǎn)換器提供片選信號，控制數(shù)據(jù)采集電路工作，同時依次采集科學(xué)數(shù)據(jù)和溫度數(shù)據(jù)，并在一個周期后打包下傳。

　　AGC模塊依據(jù)數(shù)據(jù)采集電路采集的熱源和冷源的定標(biāo)數(shù)據(jù)，按照AGC調(diào)節(jié)標(biāo)準(zhǔn)調(diào)整AGC值，使冷源輸出下限為3.3 V，熱源輸出上限為4 V。AGC調(diào)整方式為步進(jìn)式調(diào)整，調(diào)整步長為5 mV，系統(tǒng)工作在最佳狀態(tài)后，將調(diào)整后的AGC值與科學(xué)數(shù)據(jù)包共同打包下傳。

　　系統(tǒng)上電后進(jìn)行初始化，為防止系統(tǒng)上電時復(fù)位不充分，系統(tǒng)上電后進(jìn)行3 s的延時，然后進(jìn)行系統(tǒng)初始化，順序依次為內(nèi)存、外存、I/O端口[4]。程序中使用的以及需要預(yù)設(shè)初值的所有變量都要進(jìn)行初始化，不使用的內(nèi)存地址同時初始化為00H。

　　初始化后按照天線對定標(biāo)區(qū)和目標(biāo)觀測區(qū)的掃描時序進(jìn)行觀測。每個觀測周期的觀測順序為：熱源定標(biāo)→冷源定標(biāo)→目標(biāo)觀測→熱源定標(biāo)。同時通過執(zhí)行內(nèi)部注入指令對系統(tǒng)工作狀態(tài)加以控制，FPGA工作流程如圖7所示。

　　3 數(shù)控系統(tǒng)仿真與調(diào)試

　　本文選用Mentor公司的Modelsim HDL仿真軟件和Xilinx公司的Chipscope FPGA片上邏輯分析儀對系統(tǒng)軟件和硬件進(jìn)行了實際仿真，通過Xilinx ISE開發(fā)環(huán)境中生成的測試激勵文件Testbench，可以無縫連接Modelsim仿真工具，測試結(jié)果滿足系統(tǒng)要求。