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时间:2017-07-22
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1、基于PLD的高速数据采集系统.摘要 本文介绍了一种基于PLD的高速数据采集系统,主要阐述了系统的软件设计。本系统使用FPGA作为数据采集芯片,主要对红外遥控码进行采集测量。系统以EDA技术为设计核心,采用DMA方式存取数据,实现系统高速的要求。 1.前言 在多媒体教学的今天,多媒体课室的遥控教学设备在不断增加,如果能在多媒体课室的控制台上统一遥控这些设备,这将给教学带来极大的方便。 遥控是通过红外管发送红外遥控码对其设备进行控制的。不同设备的遥控发送的红外遥控码都是不同的。同样地,若控制台要控制这些遥控设备,就必须发送与其遥控发送的完全一样的红外遥控码
2、。 控制台要实现对所有遥控设备的集中控制,首先就应当获取这些设备的红外遥控码。本文所介绍的就是一种能准确采集红外遥控码的系统。红外遥控码主要有脉冲和载波两种形式,但无论是哪一种形式,都是只有‘0’和‘1’的二进制数字信号,只要采集到信号高低电平的脉宽,就能还原出原信号。 下面是一个典型红外遥控码的波形:一般红外遥控码的一些参数:① 载波频率:34K~40KHz,主要集中于38KHz。② 载波脉冲占空比(高电平脉宽与一个周期宽度之比)通常为1:4或1:3。取1:4的40K载波计算,一个载波周期为25us,一个高电平脉宽6.25us。③ 整个红外遥控码时
3、间长度一般小于150ms,编码长度(也就是解调后的红外遥控码位数)通常小于34位。 2.方案论证与比较 基于PLD的高速数据采集系统.摘要 本文介绍了一种基于PLD的高速数据采集系统,主要阐述了系统的软件设计。本系统使用FPGA作为数据采集芯片,主要对红外遥控码进行采集测量。系统以EDA技术为设计核心,采用DMA方式存取数据,实现系统高速的要求。 1.前言 在多媒体教学的今天,多媒体课室的遥控教学设备在不断增加,如果能在多媒体课室的控制台上统一遥控这些设备,这将给教学带来极大的方便。 遥控是通过红外管发送红外遥控码对其设备进行控制的。不同设备的遥控
4、发送的红外遥控码都是不同的。同样地,若控制台要控制这些遥控设备,就必须发送与其遥控发送的完全一样的红外遥控码。 控制台要实现对所有遥控设备的集中控制,首先就应当获取这些设备的红外遥控码。本文所介绍的就是一种能准确采集红外遥控码的系统。红外遥控码主要有脉冲和载波两种形式,但无论是哪一种形式,都是只有‘0’和‘1’的二进制数字信号,只要采集到信号高低电平的脉宽,就能还原出原信号。 下面是一个典型红外遥控码的波形:一般红外遥控码的一些参数:① 载波频率:34K~40KHz,主要集中于38KHz。② 载波脉冲占空比(高电平脉宽与一个周期宽度之比)通常为1:4或
5、1:3。取1:4的40K载波计算,一个载波周期为25us,一个高电平脉宽6.25us。③ 整个红外遥控码时间长度一般小于150ms,编码长度(也就是解调后的红外遥控码位数)通常小于34位。 2.方案论证与比较 采集红外遥控码的脉宽可以由脉宽计数器实现,其基本原理是:在一个红外遥控码宽里对标准时钟的周期脉冲进行累加计数,其计数值乘以标准时钟周期就是这个红外遥控码的脉宽。例如,取10MHz频率的标准时钟,其周期为0.1us。下图中一个红外遥控码(高电平)的脉宽内包含20个标准时钟周期。 因此,此脉宽的计数值为20,而脉宽实际时间值=20×0.1us=2us。当一个红外
6、码脉宽里包含非整数个时钟周期时,该计数值就会产生误差,其误差的大小与计数器标准时钟的选取有关。标准时钟频率越高,产生的误差就越小。一般仪器对红外遥控码的误差要求低于1%。若取20MHz作为标准时钟,精度为0.05us,现今所知一个最窄的红外载波为6.25us,其计数值为125,而计数器误差为±1,所以最大的误差为1/125=0.79%。取20MHz作为标准时钟符合要求。由上面红外遥控信号的参数可知,3个八位的计数器足以表示信号中任一个脉宽值。以下是设计红外遥控码采集系统的方案讨论:2.1基于单片机的采集系统 系统框图如图2-1。基于单片机是指对红外遥控码的采集和测量由单片机
7、完成。由于单片机工作速度比较慢,只能对经过解调后的红外遥控码进行采集测量,其测量精度也不高。另外,单片机不能得知载波信息,必须通过其它途径获知载波信息,误差较高。因此采集到的红外遥控码可能对某些误差要求较低的设备进行遥控。这说明了此方案具有一定的局限性。2.2基于PLD的采集系统 由于PLD具有很高的工作速度,因此考虑使用PLD采集和测量红外遥控码。系统由PLD的内部编程计数器对红外遥控码的载波脉宽进行计数,并将每一个计数值交给单片机,由单片机将计数值存进RAM,最后由单片机完成与PC机的数据通信
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