【正文】 idle=139。 idle=139。b0。 t=t+839。對應的 VerilogHDL 代碼如下： always (posedge clk) begin if(t==254) begin dataout=dataout+839。d0。d12) begin clkout=139。 圖 64MAX232 引腳 下圖 65 所示為 MAX232 模塊的具體連接應用 。數(shù)據(jù)傳輸之后是可供選擇的奇偶位發(fā)送或接收 4. 停止傳輸。由于可編程邏輯器件技術的快速發(fā)展， FPGA 的功能日益強大，其開發(fā)周期短、可重復編程的優(yōu)點也越來越明顯，在 FPGA 芯片上集成 UART功能模塊并和其他模塊組合可以很方便地實現(xiàn)一個能與其他設備進行串行通訊的片上系統(tǒng)。該指令雖然能夠使藍牙設備創(chuàng)建 SCO 鏈接，但是 ， 其前提是設備之間的 ACL 鏈接已經(jīng)存在。查詢結束后，主控制器將發(fā)送查詢完成事件（ Inquiry_Complete_Event） 信號，事件中的狀態(tài)參數(shù)可用于表示查詢是否成功。該命令完成后，主機將收到指令完成事件，如果參數(shù) Status=0x00,說明復位命令成功。 3. PCM 語音接口 標準的 PCM 語音接口的采樣速率為 8kHz。 1. USB 接口 ROK 101 007 的 USB 接口符合 規(guī)范，通過雙向端口 D+和 D的數(shù)據(jù)傳輸率可達到 12Mbps。 (6)有效數(shù)據(jù)加密和解密。天線濾波器（ Antenna Filter）的作用是對射頻信號進行帶通濾波。此外，該模塊還提供 USB/UART 和 PCM 接口，因而能方便的與主機（ host）進行通信，另外，該模塊還同時支持藍牙語音和數(shù)據(jù)傳輸，且其輸出功率能滿足藍牙 2 級操作的要求 [ 18]。藍牙技術規(guī)范的開發(fā)性保證了設備制造商可以自由的選用 其專用協(xié)議或習慣使用的公共協(xié)議，在藍牙技術規(guī)范基礎上開發(fā)新的應用 [16]。而在相同情況下，藍牙中的 TCP 連接的容量卻能相當公平的公布 4. 藍牙比 能更好的支持具有 Qos 要求的連接，如 語音連接 總之，藍牙自組網(wǎng)的網(wǎng)絡規(guī)?？梢院艽?，能很好的抗擊節(jié)點間的干擾，有更好的能耗效率，節(jié)點上的應用在延遲和吞吐率上能達到穩(wěn)定持久的性能，實現(xiàn)如語音和低速數(shù)據(jù)等交互服務。 藍牙協(xié)議提供較高的傳輸速率和多種上層應用標準協(xié)議，與其他無線通信技術相比，具有低功耗、廉價等特點。長線還可以在芯片當中被用作總線 [16]。這些連線在到達開關矩陣之前經(jīng)過許多 CLB。典型的閾值電壓為 TTL 或 CMOS 電平， 以便于和 TTL 或CMOS 器件相接口。正因為如此，多個 CLB 能夠，而且經(jīng)常被連接在一起，以實現(xiàn)復雜的布爾邏輯。同以往的 PAL、 GAL 等相比較 :FPGA 的規(guī)模比較 大，適合于時序、組合邏輯等電路應用場合，可以替代幾十塊甚至上百塊通用分立 IC 芯片，盡管 FPGA 以及其它類型的 PLD器件的結構各有其特點和用處，但是概括起來它都是由兩 大部分組成的 : 1. 一個二維的邏輯塊陣列 2． 輸入 /輸出塊 連接邏輯塊的互聯(lián)資源，連線資源由各種長度的線段組成， 也包括用于連接邏輯塊之間，邏輯塊與輸入輸出部分的可編程連接開關。與 ALTERA 和 XILINX 相比，其開發(fā)工具比略遜一籌。 FPGA 簡介 在可編程邏輯器件芯片內(nèi)部，按一定的排列方式集成了大 量的門和觸發(fā)器等基本邏輯元件。 圖 44ADC0809 波形仿真 洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 17 由仿真波形結果說明 ADC0809 模塊得到正確驗證。 EOC=0，正在進行轉換； EOC=1,轉換結 束。地址鎖存與譯碼電路完成對 A、 B、 C 3 個地址位進行鎖存和譯碼，其譯碼輸出用于通道選擇，其轉換結果通過三態(tài)輸出鎖存器存放、輸出，因此可以直接與系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線相連，表 41 為通道選擇表 [9]。流水線 ADC 不但簡化了電路設計，還具有 如下優(yōu)點 :每一級的冗余位優(yōu)化了重疊誤差的糾正，具有良好的線性和低失調(diào)性 ； 每一級具有獨立的采樣 /保持放大器，前一級電路的采樣 /保持可以釋放出來用于處理下一次采樣，因此允許流水線各級同時洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 13 對多個采樣進行處理，從而提高了信號的處理速度，多級轉換提高了 ADC的分辨率。從理論上講，這種 ADC 的分辨率可以無限增加，只要采樣時間足夠長，即滿足輸出頻率分辨率要求的累積脈沖個數(shù)的寬度。 3. 積分型 ADC 洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 12 前面所講到的并行比較 ADC和逐次逼近型 ADC均屬于直接轉換 ADC,而積分 型和后面所講的壓頻變換型 ADC 則屬于間接 ADC。增加輸出位數(shù)對轉換時間的影響較小，但隨著分辨率的提高，需要高密度的模擬設計，以實現(xiàn)轉換所需的大量精密分壓電阻和比較器電路。 (2)可多點檢測、直接輸出數(shù)字量的數(shù)字溫度傳感器 [6]。常見的模擬溫度傳感器有 LM391 LM33 LM4 AD22103 電壓 輸出型、 AD590電流輸出型。至于 氣體 和 液體 介質(zhì)真實溫度的輻射測量，則可以用插入耐熱材料管至一定深度以形成黑體空腔的方法。而材料表面發(fā)射率不僅取決于溫度和 波長 ，而且還與表面狀態(tài) 、涂膜和微觀組織等有關，因洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 9 此很難精確測量。利用多孔高硅氧玻璃滲碳燒結而成的滲碳玻璃熱電阻就是低溫溫度計的一種感溫元件，可用于測量 ～300K 范圍內(nèi)的溫度。溫度計通過傳導或?qū)α鬟_到熱平衡，從而使溫度計的示值能直接表示被測對象的溫度。 FPGA 是控制模塊的核心部分。特別是計算機的發(fā)展，網(wǎng)絡化可以更好地協(xié)調(diào)工作，增強系統(tǒng)的可靠性，勢必推動數(shù)據(jù)采集在更加廣闊的領域應用 [5]。藍牙 具有很多優(yōu)勢： 1. 全球可用 2. 設備范圍 3. 易于使用 4. 全球通用的規(guī)格 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)方面的發(fā)展前景 近幾年， Inter 網(wǎng)絡飛速發(fā)展，各式各樣的網(wǎng)概念個技術不斷涌現(xiàn)，如電子商務（ B2B、 B2C 等）、對等網(wǎng)絡（ P2P）、 Net、移動電子商務、無所不在的電子計算等等，他們改變著人們的生活和工作，同時也深刻的影響著工業(yè)領域內(nèi)的各種采集、控制、監(jiān)控系統(tǒng)的結構和功能。 本論文著眼于開發(fā)一種能滿足集數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、無線傳輸功能的通用型數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng) [2]。數(shù)據(jù)采集幾乎無孔不入，它已滲透到了地質(zhì)、醫(yī)藥器械、雷達、通訊、遙感遙測等各個領域，為我們更好的獲取信息提供了良好的基礎。 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是計算機、智能儀器與外界物理世界聯(lián)系的橋梁，是獲取信息的重要途徑。該系統(tǒng)主要實現(xiàn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)高精度、高速度實時采集，利用藍牙的無線傳輸特性實現(xiàn)數(shù)據(jù)的無線傳輸。 一個大型的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)由以下幾個部分組成：數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)處理、分析和顯示等。但很明顯的缺點是數(shù)學運算能力差，對于實時性要求高、傳輸率要求快、對信號的數(shù)學處理比較復雜的領域來說，單片機就顯得力不從心了。能在包括移動電話、PDA、無線耳機、筆記本電腦、相關外設等眾多設備之間進行無線信息交換。它研究信息數(shù)據(jù)的采集、存儲、處理及控制等作業(yè)，具有很強的使用性。被采集的信號經(jīng) A/D 轉換成數(shù)字信號后存入存儲器。 F P G A M A X 2 3 2R S 2 3 2R O K 1 0 1 0 0 7P C 機R S 2 3 2R S 2 3 2R O K 1 0 1 0 0 7M A X 2 3 2 圖 23 FPGA 與 PC 機通信 系統(tǒng)的整體功能設計圖及仿真圖 由各個 VerilogHDL 功能圖組成的系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集及傳輸如下圖 24 所示。在日常生活中人們也常常使用這些溫度計。各類輻射測溫方法只能測出對應的光度溫度、輻射溫度或比色溫度。利 用有效發(fā)射系數(shù)通過儀表對實測溫度進行相應的修正，最終可得到被測表面的真實溫度。隨著 紅外技 術 的發(fā)展，輻射測溫 ， 逐漸由可見光向紅外線擴展，700℃ 以下直至常溫都已采用，且 分辨率 很高。 (1)LM56 溫度開關 。 A/D 轉換 器的分類及其特點 目前，模數(shù)轉換集成電路主要由以下幾種類型： 1. 并行比較 ADC 并行比較 ADC 是現(xiàn)今速度最快的模 /數(shù)轉換器，通常稱為“閃爍式 ADC。主要通過二分探索法求得一數(shù)字碼，使其對應的電壓最接近于輸入電壓。這類 ADC 主要應用于低速、精密測量等領域。這一技術的優(yōu)點 :分辨率可高達 24 位，比積分型及壓頻變換型 ADC 的轉換速率高，可實現(xiàn)低價格、高分辨率的數(shù)據(jù)采集。 其主要特性如下 [8]： 1. 分辨率為 8 位 2. 最大不可調(diào)誤差 3. 可鎖存三態(tài)輸出，能與 8 位微處理器接口 4. 輸出與 TTL 兼容 5. 轉換時間約為 100us 6. 不必進行零點和滿度調(diào)整 7. 單電源供電，供電電 壓為 +5V ADC0809 結構圖 如下 ADC0809 引腳圖 41 所示。其地址狀態(tài)與通道對應關系見表 41 5. CLK—— 時鐘信號。 OE=0，輸出數(shù)據(jù)線呈高阻； OE=1，輸出轉換得到 的數(shù)據(jù) 9. Vcc—— +5V 電源 10. Vref—— 參考電源參考電壓用來與輸入的模擬信號進行比較，作為逐次逼近的基準。為了解決這些問題，可以借助于近年來迅速發(fā)展的大規(guī)?？删幊虒Ｓ眉呻娐?現(xiàn)場可編程門陣列 (FPGA)。 2. Lattice 公司 該公司已經(jīng)和 AMD 公司合并，該公司生產(chǎn) GAL 和CPLD 產(chǎn)品，目前各學校和各公司制作實驗板的常用芯片為 ISP1016 和可編程開關 GDS14。 本系統(tǒng)采用 EP1C6Q240C8。這些多路選擇器還允許極性的選擇、復位輸入和清除輸入選擇。洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 21 輸出緩沖器 B1 有可編程的控制器，它們可以是緩沖器成為三態(tài)或集電極開路狀態(tài)，并且可控制緩沖器的輸出擺率。這些連線有時被稱作短線（注意，為簡單起見，圖中只畫出了左上角 CLB 的連線，實際上，所有四個 CLB 都有連線分別與最靠近它們的其他 CLB 相連。 第三種類型的路徑資源是長線，設計者可以用它去連接某些條件苛刻的 CLB，即這些 CLB 在芯片上的物理位置彼此相連“甚遠”，而它們之間的連接又不會產(chǎn)生太大的延時。藍牙支持 64kb/s 實時語音傳輸和數(shù)據(jù)傳輸，語音編碼為 CVSD，發(fā)射功率分別為 1mw, 和 100mw，并使用全球統(tǒng) 一的48 比特的設備識別碼。但是當節(jié)點數(shù)增加時，藍牙能增加網(wǎng)絡整體容量 2. 當網(wǎng)絡規(guī)模增加，藍牙的能耗效率能保持不變。 完整的藍牙協(xié)議棧如圖 61 所示，不是任何應用都必須使用關不協(xié)議，而是可以只使用其中的一列或多列?？傊?，電纜替代協(xié)議、電話控制協(xié)議和被采用的協(xié)議在核心協(xié)議基礎上構成了面向應用的協(xié)議[18]。安裝天線之后，其傳輸距離可達 10 米，符合 ISM 頻段的 FCC 和 ETSI 標準。 (3)前向糾錯（ FEC） 生成及校驗 。該時鐘應由一個晶體振蕩器產(chǎn)生，以保證定時的精確度在 20ppm 之內(nèi)。該接口中還有 128 字節(jié)的先入先出（ FIFO）緩沖器。 (2)PCM_OUT(A2),PCM_IN(A1):接收或發(fā)送語音編碼信號 [1214]。 (5)Write_Authentication_Enable：用于寫入 Write Authentication 的參數(shù)值，該參數(shù)可用于控制是否有本地設備在建立連接時鑒權遠程設備。在 ACL鏈接建立后，藍牙設備之間即可傳送 ACL 數(shù)據(jù)包。 UART 功能設計 通用異步收發(fā)器 UART 可以和各種標準串行接口，如 RS232 和 RS485等進行全雙工異步通訊，具有傳輸間隔遠、本錢低、可靠性高等優(yōu)點。發(fā)送方連續(xù)發(fā)送信號，處于信息 “1”狀態(tài) 2． 起始傳輸。設計的基本原則是保存最主要的功能，基于 FPGA 的 UART 系統(tǒng)由波特率時鐘發(fā)生器、接收器和發(fā)送器 3 個子模塊組成，如圖 63 所示。 clk clkoutclkdivinst 圖 66 時鐘分頻 功能仿真圖如下圖 67 所示。d26) begin clkout=139。 clk dat aout [7. .0]wrs igtes tuartins t 圖 68UART 測試模塊 對應功能圖的仿真圖如下 69 圖所示。d0。 洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 37 圖 612UART 發(fā)送模塊仿真 其主要的功能實現(xiàn)代碼是如下： always (posedge clk) begin if(send==139。 end 839。b1。 p a r it y m o d e B 0 P a r a m e te r V a lu ec lkrxda t ao ut [ 7. . 0]rd s igda t ae rro rf ra m ee rro rua rt rxins t 2 圖 61