基于FPGA的新型脈沖電源控制系統(tǒng)
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原系統(tǒng)的譯碼器、地址寄存器、數(shù)據(jù)寄存器、頻率合成器、分頻器、累加器、地址切換開關(guān)、數(shù)據(jù)切換開關(guān)等均集成在FPGA中，取代了用傳統(tǒng)TTL器件搭成的復(fù)雜系統(tǒng)，簡化了PCB設(shè)計。
3 FPGA內(nèi)部功能框圖及VHDL設(shè)計
在系統(tǒng)中，F(xiàn)PGA要具體實現(xiàn)的功能包括提供正負峰脈沖參考電壓，讀鍵盤和A/D的輸出以及故障狀態(tài)，控制系統(tǒng)輸出脈沖正負峰的選擇，控制輸出脈沖數(shù)和電源接觸器開/關(guān)，寫A/D控制信號，進行內(nèi)外觸發(fā)選擇，允許或禁止觸發(fā)，設(shè)定時器初值，控制正常/故障燈亮等。
為此我們采用了模塊化設(shè)計的思想，按FPGA要實現(xiàn)的功能，將其內(nèi)部結(jié)構(gòu)分成6個模塊，每一個模塊對應(yīng)一個VHDL的設(shè)計文件（見圖2）。VHDL語言是IEEE標準化的硬件描述語言，其覆蓋面廣，描述能力強，能支持硬件的設(shè)計驗證綜合和測試。這樣設(shè)計的好處是有利于各功能模塊的編寫和調(diào)試，提高了軟件的可維護性及可讀性。
下面給出各個模塊的外功能簡介：
?。?） 信號處理模塊SIGNAL-DISPOSAL.VHD
本模塊主要接收脈沖開關(guān)鐵電源的狀態(tài)信號（電源開/關(guān)、控制開/關(guān)、觸發(fā)開/關(guān)）、故障信號（熱故障、缺相等），以及內(nèi)部通訊信號（如內(nèi)部信號輸出、允許觸發(fā)、狀態(tài)/故障選擇等），同時輸出控制信號。
（2） 接收數(shù)據(jù)和發(fā)送數(shù)據(jù)模塊RECEIVE-DATA-RXD.VHD 和SEND-DATA-RXD.VHD
這兩個模塊都有兩個輸入端口：時鐘CLK和復(fù)位RESET，分別通過信號RXD和TXD實現(xiàn)與上位機之間的RS232通訊，波特率為9600bps，數(shù)據(jù)傳送格式為11位，依此排序為：起始位（0），數(shù)據(jù)位（D0、D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7），奇偶校驗位，停止位（1）。同時與數(shù)據(jù)處理模塊之間分別通過信號允許接收、接收結(jié)束、接收錯誤、接收寄存器 和允許發(fā)送、發(fā)送結(jié)束、發(fā)送寄存器聯(lián)系。當(dāng)發(fā)送結(jié)束為0時，發(fā)送寄存器送數(shù)，允許發(fā)送也置為1。
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