天然氣體積修正儀數據采集模塊設計

2.2.2 A/D控制器設計
　　AD7864的工作時序圖如圖3所示。當CONVST信號為下降沿時啟動一次四通道的A/D轉換，因此采樣頻率決定于CONVST信號的頻率，在第一通道開始轉換之后BUSY信號為高，四通道轉換全部結束后變為低，EOC為高表明正在轉換，為低表示一次轉換結束，可讀取結果，此時將片選置為低，同時將讀信號RD置低即可從數據線上將數據讀出。為了便于控制采樣頻率，設置AD_START和CLOCK信號分別作為外部控制A/D開始轉換信號和時鐘信號。

　　本文采用硬件選擇通道方式，SL1、SL2置高，兩通道依次按順序轉換。由于兩通道采樣數據使用同一路數據總線依次讀出，采用有限狀態機(FSM)實現各通道數據的采集。狀態機是邏輯設計中最重要的設計內容之一，通過狀態轉移圖設計手段可以將復雜的控制時序圖形化表示，分解為狀態之間的轉換關系，將問題簡化。VHDL流水線設計方法可以提高系統的工作頻率，采用VHDL語言編寫控制程序。
　　狀態機的狀態轉移圖如圖4所示，共分為6個工作狀態：零狀態(idle)、等待狀態(STAND_BY)、轉換第一通道數據(CH0_CONVST)、讀第一通道數據(CH0_RD)、轉換第二通道數據(CH1_CONVST)以及讀第二通道數據(CH1_RD)。

　　設計控制器端口類型及說明如表1所示。