专利名称：基于Nios软核处理器的蓄电池电压数据采集装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于自动化与信息技术领域，具体涉及基于Nios软核CPU的蓄 电池电压数据采集装置。
背景技术：
蓄电池广泛应用于汽车、轨道交通等领域，需要实时测量蓄电池电压值，以 提供当前电压情况。目前在蓄电池电压测量领域通常采用专门仪器，使用独立的 CPU,独立的RAM和RS232芯片完成连续蓄电池电压数据的采集功能。这样就造 成资源浪费和成本增加，不利于系统集成，降低系统可靠性。
实用新型内容
本实用新型的目的就是针对现有技术的不足，提供一种基于Nios软核处理 器的蓄电池电压数据采集装置来实现蓄电池电压数据的采集，通过该装置可以大 大提高系统集成度、可靠性和可重配置性，降低硬件复杂度和成本。
本实用新型采取的具体技术方案如下
一种基于Nios软核处理器的蓄电池电压数据采集装置，包括FPGA芯片和蓄 电池电压采集卡，其中FPGA芯片包含一个双口 RAM, —个Nios软核CPU和一个 RS232接口电路，双口 RAM的一端与主控CPU连接，另一端与Nios软核CPU连 接，Nios软核CPU与RS232接口电路连接，RS232接口电路与蓄电池电压采集卡 的RS232串行总线连接。FPGA硬件电路是选用Altera公司的Cyclone系列芯片，虽然只有一个芯片， 但其中却集成了很多电路用以完成电压数据的采集功能，并且，芯片硬件是可重
配置的。
Altera公司的Nios软核嵌入式处理器是一种可特许的通用RISC处理器， 也就是说，Altera公司以IP核的方式将它提供给设计者。
基于Nios软核的蓄电池电压数据采集装置便是嵌入式技术与数据采集技术 结合的产物。它是利用系统中的FPGA芯片，构造RS232串口，并使用嵌入式的 Nios软核，对由RS232串口来的蓄电压数据进行采集。这样可以省去原来独立 的RAM模块，CPU模块和RS232电路模块，大大提供了系统的集成度。并且软核 处理器是可以重配置的，可根据实际的需要重新定制处理器的指令，提高系统的 灵活性。
蓄电池电压数据采集功能控制软件，由Nios软核CPU完成。由于蓄电池电 压数据总共6个字节，其软件实现的步骤如下
1) 主程序等待RS232串口中断。中断到达，串口 (UART)数据采集模块 开始，关串口中断；
2) 判断UART计数器是否等于0;
3) 如果UART计数器等于0，开始接收数据头。然后判断接收到的数据头 是否为0xffff。如果是，将0xffff存入内部缓存区，同时将UART计 数器置为4。完成上述工作后，跳出循环，等待下一次中断。如果数 据头不是0xffff，直接跳出循环，等待下一次中断；
4) 如果UART计数器不等于0， UART计数器先减1。然后存储串口数据到 内部缓存区，接着判断UART计数器是否等于O。如果为0，说明6个字节的串行数据接收完毕，将内部缓存区的数据移送到双口 RAM，然 后跳出循环，等待下一次中断；如果不为0，直接跳出循环，等待下 一次中断。
图l是本发明基于Nios软核的蓄电池电压数据采集装置的硬件结构方框图。 图2是电压数据采集程序。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型所述的基于Nios软核处理器的蓄电池电压数据采 集装置包括FPGA芯片和蓄电池电压采集卡，其中FPGA芯片包含一个双口 RAM， 一个Nios软核CPU和一个RS232接口电路，双口 RAM的一端与主控CPU连接， 另一端与Nios软核CPU连接，Nios软核CPU与RS232接口电路连接，RS232接 口电路与蓄电池电压采集卡的RS232串行总线连接。蓄电池电压采集卡用模拟电 压信号，D/A转换后再处理成RS232串行格式进行发送。
图2是由Nios软核处理器执行的蓄电池电压数据采集控制软件程序。步骤 21是主程序等待RS232串口中断，中断到达后，步骤22进入串口 (UART)数据 采集模块，接着步骤23关串口中断，步骤24判断UART计数器是否等于0。
如果UART计数器等于O，开始步骤25接收数据头。步骤26判断接收到的数 据头是否为0xffff。如果是，步骤27将0xffff存入内部缓存区，接着步骤28 将UART计数器置为4。完成上述工作后，运行步骤213跳出循环，等待下一次 中断；如果数据头不是Oxffff，直接运行步骤213跳出循环，等待下一次中断。如果UART计数器不等于O，步骤29将UART计数器先减1，然后步骤210存 储本次接收的串口数据到内部缓存区。接着步骤211判断UART计数器是否等于 O.如果为O，说明6字节的串口数据接收完毕，步骤212将内部缓存区的数据移 送到双口RAM，然后运行步骤213跳出循环，等待下一次中断，如果不为0，直 接运行步骤213跳出循环，等待下一次中断。
权利要求1. 一种基于Nios软核处理器的蓄电池电压数据采集装置，包括FPGA芯片和蓄电池电压采集卡，其特征在于FPGA芯片包含一个双口RAM，一个Nios软核CPU和一个RS232接口电路，双口RAM的一端与主控CPU连接，另一端与Nios软核CPU连接，Nios软核CPU与RS232接口电路连接，RS232接口电路与蓄电池电压采集卡的RS232串行总线连接。
专利摘要本实用新型涉及蓄电池电压数据采集装置。本实用新型所述的基于Nios软核处理器的蓄电池电压数据采集装置包括FPGA芯片和蓄电池电压采集卡，其中FPGA芯片包含一个双口RAM，一个Nios软核CPU和一个RS232接口电路，双口RAM的一端与主控CPU连接，另一端与Nios软核CPU连接，Nios软核CPU与RS232接口电路连接，RS232接口电路与蓄电池电压采集卡的RS232串行总线连接。本实用新型将直流电压数据采集模块与Nios软核CPU相连，省去了原来独立的电压数据测量仪器，提高了系统的集成度和可重构性。
文档编号G01R31/36GK201289520SQ20082015423
公开日2009年8月12日 申请日期2008年10月21日 优先权日2008年10月21日
发明者林 陈 申请人:上海第二工业大学