基于Kintex7内核电压和温度的监测设计(2)
1.3 本课题的研究范围及要达到的技术要求 3
1.4 本课题在国内外的发展概况及存在的问题 3
1.5 本课题的指导思想以及课题应解决的主要问题 3
2 本课题研究内容与工作步骤的整体框架 4
2.1 本课题的基本内容 4
2.2 研究工作的前提假设 4
2.2.1 问题的提出与课题的基本流程 4
2.2.2 研究工作所需要的主要软件工具 5
2.2.3 研究工作所需要的主要硬件工具 5
2.3 采取方案与技术的拟定提出 5
3 XADC与状态机的基本概念 5
3.1 XADC模块的基本概念原理 5
3.1.1 专用封装引脚及其外部模拟输入 6
3.1.2 XADC寄存器接口 7
3.1.3 XADC 操作模式及其时序简介 14
3.2 状态机的基本概念以及编写流程 16
3.2.1 状态机的基本概念 16
3.2.2 VHDL状态机模版 19
4 ISE软件设计的基本流程以及XADC IP核的调用 20
4.1 ISE软件整个设计的基本流程 21
4.2 XADC IP核的调用 23
4.2.1 IP核调用流程 23
4.2.2 XADC端口说明图表 28
5 状态机的设计以及整个系统的仿真 31
5.1 基于本系统的状态机设计 31
5.1.1 状态机时序分析 31
5.1.2 状态机程序编写 33
5.1.3 状态机仿真结果 35
5.2 整个设计的仿真图以及运行结果 36
6 总结 40
致谢 41
参考文献 42 1 绪论
1.1 选题背景相关介绍
对一些信号的监测在当今生活中有着举足轻重的位置，那么当今科研发展水平是采用什么样的技术进行对信号的监测的呢，它们的应用范围广度有如何呢？我们带着这些疑问去了解一番。如今，像温室的温度控制，工业系统现场电压的采集和显示，土壤温湿度的监测和在电力供电系统中电力系统的关键部件的温度监测等等都离不开温度，电压信号的监测，在生活与科研中，这些参数占据着举足轻重的地位。本文通过对当今发展较为成熟的温度与电压监测技术方法的罗列，介绍和比较，让大家对本课题相关的背景知识介绍有一个扩充了解。
通过对一些文献的整理，我们可以了解到技术较为成熟先进的温度，电压监测方案。比如基于FPGA+VHDL的温度控制系统设计中介绍了采用FPGA作为核心控制器件和VHDL进行编程的方法，设计采用模块化思路：分别实现各个模块（温度检测、键盘输入、温度显示和控制），再加以整合实现整个系统，达到了温度控制的目的。该设计技术的特点是采用FPGA和硬件描述语言VHDL是的数字电路的设计周期缩短，难度减小，该设计可应用于是问控制等精度要求不高，温差不会悬殊的场合，值得注意的是温度检测电路中，ADC0809有8路模拟输入口，而且ADC允许较长的传输距离，所以系统可扩展利用多个传感器实现多点温度测量，从而实现更准确的较大空间范围的温度测量。又比如像基于嵌入式系统级芯片 PSOC的温湿度测控系统，它是利用一款基于 PSOC 的混合信号阵列芯片 CY8C27443作为主控制器设计了一种环境测控系统。它利用较少的外围器件实现了对温湿度的自动控制。整个温湿度控制系统由温湿度数据采集模块、CY8C27443控制核心、LCD液晶显示模块、RS232串口通讯模块组成。温湿度传感器所测的环境参量直接送入 PSOC控制器 ，在PSOC内部通过动态配置硬件资源实现对所测环境物理量的放大，滤波，数据采集及相应的信号处理，从而简化了外围电路设计，大大提高了系统的抗干扰性和灵活性。另外，通过合理配置PSOC内部 的通讯模块，经过电平转换后，可以按照RS232通讯协议与计算机相连，数据传输波特率为9600bit／s，这样利用计算机不仅仅能很方便地选择可编程放大器的放大倍数，设定温湿度控制系统的输出方式及定时采样的时间，还可以实现基于Windows平台温湿度实时监控。该设计的优点在于运用运动控制器实现多坐标插补，快捷简便，可靠性高。又比如高压环境温度实时监测系统中，采用红外测温技术,结合嵌入式系统的应用,研究开发了一套适用于高压开关系统关键部件温度实时监测的系统。系统设计涉及红外测温传感技术、数据采集与处理、8位单片机到32位ARM9内核的嵌入式芯片、μC/OS-Ⅱ及Windows CE嵌入式操作系统、嵌入式数据库技术和无线数据传输技术等。在系统架构上采用分布采集,集中管理的模式,数据传输