基于FPGA的SSI接口传感器通信系统.pdf

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1、2010往仪表技术与传感器2010第11期InstrumentTechniqueandSensorNo．11基于FPGA的SSI接口传感器通信系统郭耀华，姚明林，张银蒲(唐山学院信息工程系，河北唐山063008)摘要：阐述了一种基于FPGA的嵌入式传感器数据通信系统，应用FPGA和NiosII处理器实现4路SSI接口磁致伸缩性传感器信号的测量，并实现了与PMC总线的数据通信。设计的测量和通信系统由磁致伸缩性传感器、FPGA核心芯片、PCI9030和PMC总线组成。系统软件包括数据接收整理模块，码制转换模块，数据连接模块，局部接口模块和NiosII嵌入式处理

2、器等模块。方案充分利用嵌入式技术特点，使用较少的硬件完成位移传感器数据的测量和通信。设计最后对系统进行了整体调试，实验结果证明设计方案高效、可靠、满足测量和通信要求。关键词：FPGA，Nios11嵌入式系统，SSI接口传感器中图分类号：TP368文献标识码：B文章编号：1002—1841(2010)11—0108—03DesignofCommunicationSystemforSSIInterfaceSensorBasedonFPGAGUOYao—hua，YAOMing-lin，ZHANGYin-pu(DepartmentofInformationandE

3、ngineering，TangshanCollege，Tangshan063008，China)Abstract：I'}lispaperdesignedanembeddedsensordatacommunicationsystembasedonFPGA．UsingFPGAchipandNiosIIprocessor，thefourSSIinterfacemagnetostrietivesensorsignalsweremeasuredandthecommunicationsbetweenPMCbusandFP-GAwereattained．Thehardw

4、areofsystemwascomposedofmagnetostrictivesensor，FPGAcorechip，PCI9030，PMCbus，andthesoftwareofsystemwhichprogrammedwithharddescriptionlanguageWascomposedofthedatareceiving，thecodetransform，tIledatalink．thelocalinterfaceandtheNiosⅡembeddedprocessor．Theschememadefulluseofembeddingtechn

5、ique，implementingthemeasurementandthecommunicationofthedisplacementsensordatawithlesshardware．Thewholedebuggingofthesystemwaspresented．Theexperimentalresultindicatesthatthisschemeiseficient，reliable，andcanmeettherequirementsofmeasurementandcommunication．Keywords：FPGA；NioslIembedde

6、dsystem；SSIinterfacesensor0引言磁致伸缩性的波导管组成，活动磁环与波导管之间没有直接接磁致伸缩性位移传感器是一种利用磁致伸缩原理来测量触，它利用活动磁环产生的磁场与波导管内固定频率的电流产物体位移的高精度位置传感器，它将物体的位移量转换为时间生的磁场相交，产生应变脉冲，该脉冲以固定速度运行到电子量，通过测量时间量来测量位移，具有非接触测量、精度高、重部件的测量头，从电流脉冲的上升沿到感应脉冲的上升沿之间复性好、稳定性可靠、适应性强等特点，目前在石油、化工、轧钢的时间乘以这个固定速度，就是该活动磁环的准确位置，由此等行业得到了广泛的

7、应用⋯。计算出的位移值由接口电路(SSI接E1)提供给外部测量系磁致伸缩性传感器输出的信号有多种输出方式，为了保证统J。传感器工作原理图如图1所示。高精度、高位数数据传输可靠性，目前通常采用先进的同步串行接口输出技术(SSI)。由于单片机、DSP、工控机等工控领域常用的控制器一般不提供SSI接口，而市场上常见的SSI转换器多是将SSI信号转成通用异步串行信号，因此通信速率低、价格高、不易安装。文中介绍一种基于FPGA／SOPC技术的嵌入式位移测量系图1磁致伸缩性传感器工作原理统，能对多路磁致伸缩性传感器输出的SSI信号进行处理，并通1．2SSI接口协议过P

8、CI／PMC总线实现与工业现场工控机的通信。SSI接口，即同步串行