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《消除尖峰脉冲对数据采集干扰的设计与实现》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、计算机测量与控制.2009.17(12)2552ComputerMeasurement&Control数采与处理文章编号:16714598(2009)12255203中图分类号:TP274文献标识码:A消除尖峰脉冲对数据采集干扰的设计与实现张玉杰,周博(陕西科技大学电气与信息工程学院,陕西西安710021)摘要:介绍了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)和状态比较方法的数据采集系统;通过详细分析A、B两相信号的状态变化特征和比较这两相信号在其1/4周期内的状态变化情况,将比较结果作为计数判据,设计了对光电传感器数据信号进行四倍频以及辨
2、向计数的系统,并给出基于FPGA实现的方法;该方法的优势在于采用状态采样和比较的方法实现计数操作,避免了尖峰脉冲干扰,极大地提高了系统的稳定性和精确性。关键词:光电编码器;FPGA;倍频辨向;VHDL语言DesignandImplementationofEliminatingInterferenceofPulseforDataAcquisitionSystemZhangYujie,ZhouBo(SchoolofElectricsandInformation,ShanxiUniversityofScienceandTechnology,Xian710021,China
3、)Abstract:IntroducedadataacquisitionsystembasedoncomparingpositionandFPGA.ThecountingactionsofcountersweredeterminedbycomparingthechangingcharactersticsofpulsestatesofA-phaseandB-phase,withinaquarteroftheirperiods.DesignthesystemofPhotoelectricsensorbyfourfold-frequencysubdivisionandd
4、irection-judgmentisrealizedoncomparingposition.Inaddition,gaveoutanFPGAbaseddetaildesignoftheproposedscheme.Thesignificantadvantageoftheproposedschemeiscountingdrivenbysamplingandcomparingpulsestates.Thismethodavoidobstructionofpulseandimprovestabilityandprecisionofthesystem.Keywords:en
5、coder;FPGA;fold-frequencysubdivisionanddirection-judgment;VHDL0引言在工业生产、自动化控制等领域[1]中广泛地需要通过计算机实时对某个重复事件实现计数。但目前对光电传感器数据信号进行四倍频以及辨向计数处理时,主要是依靠记录脉冲个数[2]来进行的,这样的计数方式对尖峰脉冲干扰十分敏感,抗干扰性能较差且无法辨向;或者是通过分别对两相信号的上升沿和下降沿进行计数实现倍频,再通过在两相信号的每个跳变沿判断两相电平的高低来实现辨向[3-5],这样的方法同样无法避图1系统原理框图免尖峰脉冲的干扰。本文采用状态采样和
6、比较的方法,在FP传统方法是将A相和B相信号分别反向,和原始信号组成A、GA中实现对光电传感器数据脉冲信号的四倍频、判向以及计B、A和B4路方波信号,用微分型单稳态触发器电路在每数操作,其稳定性和抗干扰性都得到很大的改善。一路方波信号的上升沿时刻产生脉冲,叠加起来就成为频率为1系统总体设计四倍频输入信号的脉冲信号。这种电路只有当四倍频后的脉冲系统硬件由光电编码电路、FPGA芯片及外围辅助电路组信号的宽度tw小于原脉冲周期的1/4时才能正确计数。然而成。如图1所示,其中A、B为光电编码器输出的相位差为/该电路产生的脉冲信号宽度取决于外部电阻和电容的参数,为2的两路
7、方波信号,Z为光电编码器输出的零位信号,OE输了保证在周期较小时仍能满足这个要求,就必须要选择较小的出使能信号控制锁存器锁存数据并输出。RC时间常数的电阻和电容以保证产生宽度tw较小的脉冲。但FPGA芯片为系统的核心,由它完成对光电编码器信号的是,在实际使用中,如果RC时间常数过小,电路所产生的脉四倍频、辨向、计数、锁存以及串行输出。系统硬件设计简冲信号边沿以及幅度都难以满足计数器稳定工作的要求。此单,适用,抗干扰性强。外,由于电阻和电容的参数极易受到外界环境的影响而使得整2状态比较法的四倍频及辨向分析个电路的稳定性受到影响。另一种方式是分别通过对
