基于FPGA的工控领域监控系统设计

文章摘要： 图3所示为光耦隔离传输电路，由图2所示的差分放大电路输出的电压信号Va经过光耦隔离电路后，即可以l：1的形式传送，即Vb点的电压信号和差分放大后的信号Va是一样的，将Vb送到AD7705进行模数转换。然后将其转换成串行序列输出给FPGA处理，同时也上传到DSP控制器。2 软件设计方案 本系统的软件设计主要是根据AD7705的特点和操作时序，用FPGA的通用GPIO模拟SPI时序。图4给出了该系统中AD7705的主状态流程图。此后，根据流程图再编写各子模块，即可完成对AD7705两路信号的实时采集。2．1 AD7705的特点及操作时序 AD7705是采用∑-△转换技术来实现1

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    图3所示为光耦隔离传输电路，由图2所示的差分放大电路输出的电压信号Va经过光耦隔离电路后，即可以l：1的形式传送，即Vb点的电压信号和差分放大后的信号Va是一样的，将Vb送到AD7705进行模数转换。然后将其转换成串行序列输出给FPGA处理，同时也上传到DSP控制器。

2 软件设计方案
    本系统的软件设计主要是根据AD7705的特点和操作时序，用FPGA的通用GPIO模拟SPI时序。图4给出了该系统中AD7705的主状态流程图。此后，根据流程图再编写各子模块，即可完成对AD7705两路信号的实时采集。

2．1 AD7705的特点及操作时序
    AD7705是采用∑-△转换技术来实现16位代码无丢失性能的AD转换器件。该器件可以直接接收来自传感器的低电平输入信号，然后产生串行的数字输出。AD7705只需2．7～5．25 V的单电源，采用双通道全差分模拟输入，并有一个差分基准输入。当电源电压为5 V、基准电压为2．5 V时，这种器件可对输入信号范围在0～20 mA和0～2．5 V的信号进行处理，还可以处理±20 mV～±2．5 V的双极性输入信号，其串行接口也可配置为三线接口。其增益值、信号极性以及更新速率的选择均可用串行输入口由软件来配置。此外，该器件还包括自校准和系统校准选项，以消除器件本身或系统的增益和偏移误差。

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