基于FPGA的工控领域监控系统设计

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摘要：给出了两路输入信号AD转换器AD7705与FPGA的接口应用方案，利用该方案可对工控领域后台的温度和电压两路信号进行实时监控。其中温度信号是利用PT电阻值随温度变化的线性关系将温度信号转换为电压信号，来实施采集。

　　整机在工作时，大概有4％的能量被各种电力电子器件所消耗，这些被消耗的能量以热量的形式分别在单个模块中通过散热器散发出去。

　　针对以上的现象，可用PTl00铂电阻温度传感器在散热器表面感应温度，以保护电力电子器件不因为在高温下运行而损坏。金属铂(Pt)的电阻值随温度变化而变化，并且具有很好的重现性和稳定性，利用铂的此种物理特性制成的传感器称为铂电阻温度传感器，通常使用的铂电阻温度传感器的零度电阻值为100Ω，电阻变化率为0．3851Ω／℃。铂电阻温度传感器具有高，稳定性好，应用范围广等优点，是常用的一种温度传感器。

　　串行外设接口SPI (Serial Peripheral InteRFace)是一种高速同步串行输入输出端口。近年来SPI接口广泛应用于外部移位寄存器、DA转换器、AD转换器、串行EEPROM、LED显示驱动器等外部设备的扩展。SPI接口可以共享．因而便于组成带多个SPI接口器件的系统。其传送速率可编程，连接线少，并具有良好的扩展性。

　　AD7705是典型的具有SPI接口的AD转换器，可以方便地与带有SPI模块的控制器进行通信。本文采用FPGA为主控制器，利用其通用I／O口来模拟SPI时序，以采集AD7705的两路输入信号(温度信号和电压信号)，并将采集到的16位温度数字信号和16位电压数字信号送给DSP进行处理，然后对数字信号进行算法还原，终在1602液晶显示器上分别显示两路实际信号，从而实现对温度和电压两路信号的实时监控。

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可用PTl00铂电阻温度传感器在散热器表面感应温度，以保护电力电子器件不因为在高温下运行而损坏。