基于fpga的模数转换控制实验装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于自动控制技术领域，具体涉及到一种基于FPGA的模数转换控制实验装置。
【背景技术】
[0002]在学生的学习中，经常采集一些模拟量，然后将模拟量量化，得到数字量，以便后期进一步处理，故学生学习并研宄模数转换就显得尤为重要。目前，学校也开设了相关的专业课，学习进行模数转换，然而普遍使用的模数转换控制实验装置存在下述不足:外围电路复杂；模数转换的控制方式是由软件程序实现的；不具有多种通信接口、及网络连接和管理能力。
【发明内容】
[0003]本实用新型所要解决的技术问题在于克服现有模数转换控制实验装置的缺点，提供一种电路简单、集成度高、具有多种通信接口的基于FPGA的模数转换控制实验装置。
[0004]解决上述技术问题所采用的技术方案是它具有:对整个装置进行控制的控制器；模数转换控制电路，该电路与控制器相连；通信电路，该电路与控制器相连。
[0005]本实用新型的控制器为:集成电路U4的R14脚、T14脚、R13脚、T13脚接集成电路Ul的I脚?4脚，集成电路U4的T12脚和Nll脚接集成电路U3的T12脚和Nll脚，集成电路U4的M14脚、K16脚、L16脚?L14脚接集成电路U2的7脚、6脚、13脚、8脚、18脚，集成电路U4的M16脚通过电阻R2接集成电路U2的9脚，集成电路U4的M15脚、P14脚、K15脚、N16脚、N15脚、P16脚、P15脚、N14脚接集成电路U2的2脚?5脚、14脚?17脚。集成电路U4的J2脚接晶体振荡器Yl的4脚，集成电路U4的H5脚、G2脚、F2脚、Gl脚、Fl脚、J13脚、K12脚、G5脚、H4脚、L13脚、J5脚、M13脚接插座J4的13脚?2脚，集成电路 U4 的 M5 脚、Lll 脚、E12 脚、F6 脚、Fll 脚、E5 脚、L6 脚、M12 脚、L8 脚、L7 脚、KlO 脚、K8脚、K6脚、JlO脚、J7脚、J6脚、Hl I脚、F9脚、FlO脚、G7脚、G9脚、Gl I脚、H7脚、HlO脚接
1.2V电源，集成电路U4的L12脚、N12脚、Mll脚、D5脚、F5脚、E6脚、F12脚、D12脚、Ell脚、L5 脚、N5 脚、M6 脚、A16 脚、Al 脚、LlO 脚、L9 脚、Kl I 脚、K9 脚、K7 脚、Jl I 脚、J9 脚、J8脚、H9 脚、H8 脚、H6 脚、GlO 脚、G8 脚、G6 脚、F8 脚、F7 脚、B2 脚、B15 脚、C8 脚、C9 脚、E8脚、E9 脚、H3 脚、H14 脚、J3 脚、J14 脚、M8 脚、M9 脚、P8 脚、P9 脚、R2 脚、R15 脚、Tl 脚、T16脚接地，集成电路U4的K3脚、Rl脚、BI脚、G3脚、A2脚、C7脚、E7脚、A15脚、ClO脚、ElO脚、B16脚、G14脚、K14脚、R16脚、MlO脚、P7脚、T2脚接3V电源；晶体振荡器Yl的I脚接3V电源、3脚接地，插座J4的I脚接地；集成电路Ul的型号为MAX485，集成电路U2的型号为MAX152CAP，集成电路U3的型号为SP3223，集成电路U4的型号为EP2C20F256C6。
[0006]由于本实用新型采用FPGA芯片，使得电路简单外围元件减少，提高了学生的认识，扩展了学生的视野，便于学生对FPGA的控制，及模数转换的工作过程的理解，以及远程通信和管理的充分认识。
【附图说明】
[0007]图1是本实用新型的电气原理方框图。
[0008]图2是图1中通信电路和模数转换控制电路的电子线路原理图。
[0009]图3是图1中控制器的电子线路原理图。
【具体实施方式】
[0010]下面结合附图和实施例对本实用新型进一步详细说明，但本实用新型不限于下述的实施方式。
[0011]在图1、2、3中，本实施例的基于FPGA的模数转换控制实验装置由通信电路、控制器、模数转换控制电路连接构成，通信电路与控制器相连，模数转换控制电路与控制器相连。
[0012]本实施例的通信电路由集成电路Ul、集成电路U3、电容Cl?电容C4、电阻Rl、插座J1、插座J3连接构成，集成电路Ul的型号为MAX485，集成电路U3的型号为SP3223。集成电路Ul的7脚接电阻Rl的一端和插座Jl的I脚、5脚接电阻Rl的另一端和插座Jl的4脚、8脚接5V电源、5脚接地，集成电路Ul的I脚?4脚接控制器；集成电路U3的2脚接电容C2的一端、4脚接电容C2的另一端、5脚接电容C4的一端、6脚接电容C4的另一端、19脚和20脚接3V电源、3脚接电容Cl的一端、7脚接电容C3的一端、18脚和I脚接地、17脚接插座J3的I脚、15脚接插座J3的3脚、14脚接插座J3的4脚并接地、13脚和16脚接控制器，插座J3的2脚接地。
[0013]本实施的模数转换控制电路由集成电路U2、插座J2、电阻R2连接构成，集成电路U2的型号为MAX152CAP。集成电路U2的20脚接3V电源、12脚接2.5V电源、I脚接插座J2的3脚、11脚和10脚以及19脚接地、9脚通过电阻R2接控制器，集成电路U2的2脚?8脚、13脚?18脚接控制器，插座J2的I脚和2脚接地。
[0014]本实施例的控制器由集成电路U4、晶体振荡器Y1、插座J4连接构成，集成电路U4的型号为EP2C20F256C6。集成电路U4的R14脚、T14脚、R13脚、T13脚接集成电路Ul的I脚?4脚，集成电路U4的T12脚和Nll脚接集成电路U3的T12脚和Nll脚，集成电路U4的M14脚、K16脚、L16脚?L14脚接集成电路U2的7脚、6脚、13脚、8脚、18脚，集成电路U4的M16脚通过电阻R2接集成电路U2的9脚，集成电路U4的M15脚、P14脚、K15脚、N16脚、N15脚、P16脚、P15脚、N14脚接集成电路U2的2脚?5脚、14脚?17脚。集成电路U4的J2脚接晶体振荡器Yl的4脚，集成电路U4的H5脚、G2脚、F2脚、Gl脚、Fl脚、J13脚、K12脚、G5脚、H4脚、L13脚、J5脚、M13脚接插座J4的13脚?2脚，集成电路U4的M5脚、Lll 脚、E12 脚、F6 脚、Fll 脚、E5 脚、L6 脚、M12 脚、L8 脚、L7 脚、KlO 脚、K8 脚、K6 脚、JlO脚、J7脚、J6脚、Hll脚、F9脚、FlO脚、G7脚、G9脚、Gll脚、H7脚、HlO脚接1.2V电源，集成电路U4的L12脚、N12脚、Mll脚、D5脚、F5脚、E6脚、F12脚、D12脚、Ell脚、L5脚、N5脚、M6 脚、A16 脚、Al 脚、LlO 脚、L9 脚、Kl I 脚、K9 脚、K7 脚、Jl I 脚、J9 脚、J8 脚、H9 脚、H8脚、H6 脚、GlO 脚、G8 脚、G6 脚、F8 脚、F7 脚、B2 脚、B15 脚、C8 脚、C9 脚、E8 脚、E9 脚、H3脚、H14脚、J3脚、J14脚、M8脚、M9脚、P8脚、P9脚、R2脚、R15脚、Tl脚、T16脚接地，集成电路U4的K3脚、Rl脚、BI脚、G3脚、A2脚、C7脚、E7脚、A15脚、ClO脚、ElO脚、B16脚、G14脚、K14脚、R16脚、MlO脚、P7脚、T2脚接3V电源;晶体振荡器Yl的I脚接3V电源、3脚接地，插座J4的I脚接地。
[0015]本实用新型的工作原理如下:
[0016]系统加电，电路开始工作，集成电路U4是FPGA芯片产生模数转换的控制逻辑，并启动转换实时采集数据。其中，插座J2接模拟信号，控制信号由集成电路U4的引脚M14脚、M16脚、K16脚、L14脚?L16脚输出，输入到集成电路U2的引脚6脚?9脚、3脚、18脚；数据信号从集成电路U2的引脚2脚?5脚、14脚?17脚输出，输入到集成电路U4的引脚M15脚、P14脚、K15脚、N14脚?N16脚、P15脚?P16脚；由集成电路U4产生通信的控制逻辑，将接收到的数据信号从集成电路U4的引脚R13脚输出，输入到集成电路Ul的引脚4脚；从集成电路Ul的引脚6脚、7脚输出，输入到插座Jl的引脚I脚、2脚；从集成电路U4的引脚T12输出，输入到集成电路Ul的引脚13 ;从集成电路U3的引脚17输出，输入到连接器J3的引脚I。
【主权项】
1.一种基于FPGA的模数转换控制实验装置，其特征在于它具有: 对整个装置进行控制的控制器； 模数转换控制电路，该电路与控制器相连； 通信电路，该电路与控制器相连。
2.根据权利要求1所述的基于FPGA的模数转换控制实验装置，其特征在于所述的控制器为:集成电路U4的R14脚、T14脚、R13脚、T13脚接集成电路Ul的I脚?4脚，集成电路U4的T12脚和Nll脚接集成电路U3的T12脚和Nll脚，集成电路U4的M14脚、K16脚、L16脚?L14脚接集成电路U2的7脚、6脚、13脚、8脚、18脚，集成电路U4的M16脚通过电阻R2接集成电路U2的9脚，集成电路U4的M15脚、P14脚、K15脚、N16脚、N15脚、P16脚、P15脚、N14脚接集成电路U2的2脚?5脚、14脚?17脚；集成电路U4的J2脚接晶体振荡器Yl的4脚，集成电路U4的H5脚、G2脚、F2脚、Gl脚、Fl脚、J13脚、K12脚、G5脚、H4脚、L13脚、J5脚、M13脚接插座J4的13脚?2脚，集成电路U4的M5脚、Lll脚、E12脚、F6 脚、FlI 脚、E5 脚、L6 脚、M12 脚、L8 脚、L7 脚、KlO 脚、K8 脚、K6 脚、JlO 脚、J7 脚、J6 脚、Hll脚、F9脚、FlO脚、G7脚、G9脚、Gll脚、H7脚、HlO脚接1.2V电源，集成电路U4的L12脚、N12 脚、Mll 脚、D5 脚、F5 脚、E6 脚、F12 脚、D12 脚、Ell 脚、L5 脚、N5 脚、M6 脚、A16 脚、Al 脚、LlO 脚、L9 脚、Kl I 脚、K9 脚、K7 脚、Jl I 脚、J9 脚、J8 脚、H9 脚、H8 脚、H6 脚、GlO 脚、G8 脚、G6 脚、F8 脚、F7 脚、B2 脚、B15 脚、C8 脚、C9 脚、E8 脚、E9 脚、H3 脚、H14 脚、J3 脚、J14脚、M8脚、M9脚、P8脚、P9脚、R2脚、R15脚、Tl脚、T16脚接地，集成电路U4的K3脚、Rl 脚、BI 脚、G3 脚、A2 脚、C7 脚、E7 脚、A15 脚、ClO 脚、ElO 脚、B16 脚、G14 脚、K14 脚、R16脚、MlO脚、P7脚、T2脚接3V电源；晶体振荡器Yl的I脚接3V电源、3脚接地，插座J4的I脚接地；集成电路Ul的型号为MAX485，集成电路U2的型号为MAX152CAP，集成电路U3的型号为SP3223，集成电路U4的型号为EP2C20F256C6。
【专利摘要】一种基于FPGA的模数转换控制实验装置，对整个电路进行控制的控制器；模数转换控制电路，该电路与控制器相连；通信电路，该电路与控制器相连。由于本实用新型采用FPGA芯片，使得电路简单外围元件减少，提高了学生的认识，扩展了学生的视野，便于学生对FPGA的控制，及模数转换的工作过程的理解，以及远程通信和管理的充分认识。
【IPC分类】G09B9-00, G05B19-042
【公开号】CN204536816
【申请号】CN201520230651
【发明人】王雯, 张 雄, 党学立
【申请人】榆林学院
【公开日】2015年8月5日
【申请日】2015年4月15日