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FPGA控制与AVR高档单片机控制在超声波流量计中的应用

FPGA控制与AVR高档单片机控制在超声波流量计中的应用

超声波流量计采用AVR高档单片机控制:单片机是一种在一块芯片上集成了CPU.RAM/ ROM、定时器/计数器和I/O接口等单元的微控制芯片, 具有速度快,功能强、效率高、体积小,性能可靠、抗干扰能力强等优点,在各种控制系统中应用广泛。单片机的CPU经历了由4、8,16、32直至64位的发展过程。在超声波发生器中,单片机主要用作数据采集和运 算处理、电压电流调节、PWM信号生成、系统状态监控和故障自我诊断等,一般作为整个电路的主控芯片运行,完成多种综合功能。配合D/A转换器和MOSFET功率模块实现脉宽调制.另外,单片机还具有对过流,过热。欠压等情况的中断保护以及监控功能。 单片机控制克服了模拟电路的固有缺陷,通过数字化的控制方法,得到高精度和高稳定度的控制特性,并可实现灵活多样的控制功能。

超声波流量计采用FPGA控制:现场可编程门阵列(FPGA)属于可重构器件,其内部逻辑功能可以根据需要任意设定,具有集成度高、处理速度快。效率高等优点。其结构主要分为三部分:可编程逻辑块、可编程I/O模块、可编程内部连线。由于FPGA的集成度非 常大,一片FPGA少则几千个等效门,多则几万或几十万千等效门。所以一片FPGA就可以实现非常复杂的逻辑.替代多块集成电路和分立元件组成的电路。它借助于硬件描述语言(VHDL)来对系统进行设计,采用三个层次(行为描述、PJL描述、门级描述)的硬件描述和自上至下(从系统功能描述开始)的设计风格,能对三个层次的描述进行混合仿真,从而可以方便地进行数字电路设计,在可靠性、体积、成本上具有相当优势.比较而言,DSP适合取样速率低和软件复杂程度高的场合使用;而当系统取样速率高(MHz级),数据率高(20MB/s以上)、条件操作少、任务比较固定时,FPGA更有优势。

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