[發明專利]基于FPGA的改進型設備數據采集終端及其使用方法

有效

• 申請號: 202011006254.6
• 申請日: 2020-09-23
• 公開（公告）號: CN112099411B
• 公開（公告）日: 2022-10-14
• 發明（設計）人: 官魯衛
• 申請（專利權）人: 廣西快快科技有限公司
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042
• 代理公司: 合肥信誠兆佳知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 34159
• 代理人: 尉敏

1.基于FPGA的改進型設備數據采集終端，包括外殼，可拆卸設于外殼內的集成板(1)以及安裝在外殼內的基于FPGA的數據采集處理板，AD數據轉換板，數字信號處理DSP板；

其中，

所述基于FPGA的數據采集處理板，用于發出AD數據采集轉換控制時序，用于由FPGA下降沿控制開始數據采集，由FPGA上升沿控制AD數據轉換板開始A/D轉換；還用于將所采集的數據存入FPGA內部實現的雙口RAM；

所述AD數據轉換板與所述基于FPGA的數據采集處理板相連，用于在所述基于FPGA的數據采集處理板發現的轉換控制指令，對所采集的數據進行轉換；

所述數字信號處理DSP板與所述基于FPGA的數據采集處理板相連，用于通過所述雙口RAM異步讀取所采集的數據，并用于對數據進行濾波，同時將濾波后的數據放回FPGA；

所述外殼包括固定殼體(201)、翻轉殼體(202)以及端蓋(3)，固定殼體(201)和翻轉殼體以及端蓋(3)組成矩形盒狀結構，固定殼體(201)的一側板開設缺口(101)，翻轉殼體(202)的一側具有位于缺口(101)內的連接部(21)，連接部(21)和缺口(101)內壁通過銷軸轉動連接，且銷軸上轉動套接有主動齒輪(4)；

所述集成板(1)設于固定殼體(201)內，固定殼體(201)內安裝用于固定集成板(1)的定位機構；

所述定位機構包括轉動連接在固定殼體(201)內的轉軸(5)，固定安裝在轉軸(5)上的從動齒輪(6)，所述轉軸(5)上纏繞固定有牽引繩(7)，固定殼體(201)內還設有定滑輪(8)，牽引繩(7)的一端繞過定滑輪(8)、并連接有定位柱(10)，所述定位柱(10)的一側固定連接桿(9)，連接桿(9)的另一端與固定殼體(201)內壁滑動連接，所述集成板(1)上開設與定位柱(10)配合的定位槽(11)，所述集成板(1)的一側開設槽口(12)，槽口(12)內滑動連接有能夠伸出集成板(1)的擠壓塊(13)，擠壓塊(13)和槽口(12)內壁通過第一彈簧(14)連接，且連接桿(9)和固定殼體(201)內壁通過第二彈簧(16)連接；

所述基于FPGA的AD數據采集系統的外殼在和集成板（1）安裝配合時，轉動翻轉殼體（202 ）使其外翻，主動齒輪（4）跟隨銷軸轉動，主動齒輪（4）驅動從動齒輪（6）轉動，從動齒輪（6）帶動轉軸（5）轉動，從而使得牽引繩（7）逐漸纏繞收攏到轉軸（5）上，牽引繩（7）的末端拉動定位柱（10）上移，使得定位柱（10）與集成板（1）上的定位槽（11）分離，并且在第一彈簧（14）的回復力作用下，擠壓塊（13）推動集成板從端蓋（3）打開呈現的敞口處彈出。

2.根據權利要求1所述的基于FPGA的改進型設備數據采集終端，其特征在于，所述系統還包括：同步動態隨機存儲器SDRAM板，所述同步動態隨機存儲器SDRAM板與所述數字信號處理DSP板相連，用于動態存儲DSP板相關數據。

3.根據權利要求1所述的基于FPGA的改進型設備數據采集終端，其特征在于，所述基于FPGA的數據采集處理板具有與外部CPU的通信接口，所述通信接口用于CPU讀取所述數據采集處理板中的濾波后的數據。

4.根據權利要求1所述的基于FPGA的改進型設備數據采集終端，其特征在于，所述AD數據轉換板為至少兩塊6路PCB板；所述數據采集處理板為一塊PCB板，板上的FPGA用于產生12路AD數據采集時序。

5.根據權利要求1所述的基于FPGA的改進型設備數據采集終端，其特征在于，所述AD數據轉換板為AD7893芯片，所述AD數據采集轉換控制時序的周期為12us。

6.根據權利要求1所述的基于FPGA的改進型設備數據采集終端，其特征在于，所述基于FPGA的數據采集處理板分為四個區，包括：AD數據采集轉換時序控制區、VBUS總線接口通信區、DSPEMIF總線接口通信區和雙口RAM區。

7.根據權利要求1-6中任一項所述的基于FPGA的改進型設備數據采集終端的使用方法，其特征在于，所述方法包括：

由FPGA發出AD數據采集轉換控制時序，對AD芯片由FPGA上升沿控制開始A/D轉換，對FPGA內部由FPGA下降沿控制開始數據采集；利用FPGA內部剩余資源實現雙口RAM，異步進行AD數據接收和數據處理。