基于FPGA的微波輻射計(jì)數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

　　天線驅(qū)動(dòng)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(shí)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(hào)，并為A/D轉(zhuǎn)換器提供片選信號(hào)，控制數(shù)據(jù)采集電路工作，同時(shí)依次采集科學(xué)數(shù)據(jù)和溫度數(shù)據(jù)，并在一個(gè)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(zhǎng)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(shí)復(fù)位不充分，系統(tǒng)上電后進(jìn)行3 s的延時(shí)，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(shí)初始化為00H。

　　初始化后按照天線對(duì)定標(biāo)區(qū)和目標(biāo)觀測(cè)區(qū)的掃描時(shí)序進(jìn)行觀測(cè)。每個(gè)觀測(cè)周期的觀測(cè)順序?yàn)椋簾嵩炊?biāo)→冷源定標(biāo)→目標(biāo)觀測(cè)→熱源定標(biāo)。同時(shí)通過(guò)執(zhí)行內(nèi)部注入指令對(duì)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(duì)系統(tǒng)軟件和硬件進(jìn)行了實(shí)際仿真，通過(guò)Xilinx ISE開(kāi)發(fā)環(huán)境中生成的測(cè)試激勵(lì)文件Testbench，可以無(wú)縫連接Modelsim仿真工具，測(cè)試結(jié)果滿足系統(tǒng)要求。