电感传感器因其精度高、工作可靠、使用寿命长等优点,广泛应用于微位移测量。在传统的数据采集系统中,调理电路由分立元件组成,控制电路采用片上资源有限且速度较慢的单片机,这样不仅不利于系统的小型化,并且对硬件系统的可靠性也有影响。随着现代集成电路技术的迅速发展,调理电路出现了集成芯片,数据采集模块的控制核心也越来越多的采用片内资源丰富、具有嵌入式控制器的FPGA。本文以基于FPGA的电感传感器数据采集系统为主要研究内容,具体研究内容如下:本文简要介绍了国内外电感传感器及其数据采集系统研究现状,探讨了FPGA技术发展现状,在总结了近年来数据采集技术的发展历程和发展方向的基础上,确定了以FPGA及其嵌入式Nios II软核处理器为控制核心构建数据采集系统。本数据采集系统的硬件系统由模拟和数字两部分组成,其中模拟部分完成电感传感器信号调理、放大滤波、A/D转换、抗干扰设计;数字部分以FPGA芯片EP1C3为控制核心,采用Verilog HDL设计实现了A/D采样控制、FIFO缓存,并结合Nios II软核处理器,实现通讯接口控制逻辑。系统软件设计分为USB通讯程序和主机应用程序。USB通讯程序包括固件程序、驱动程序,本文利用所构架的Nios II软核,采用Nios II集成开发环境C/C++语言,通过建立固件程序框架使程序各部分之间的功能更加明晰。驱动程序和主机应用程序在Visual C++6.0以及辅助开发工具DriverStudio和WinXP DDK下实现。最后通过实验证明数据采集系统基本达到预期的目的,为进一步的产品实际应用开发奠定了良好的基础。
