基于FPGA的微波輻射計數控系統設計與實現

　　1.2.3 系統開關控制電路

　　系統開關控制電路包括系統上下電和噪聲源開關控制電路兩部分。其中，系統上下電通過四觸點磁保持繼電器及ULN2003A構成的驅動電路控制，該磁保持繼電器有2個線圈：1個置位線圈Set和1個復位線圈Reset，均通過脈沖觸發。當繼電器Set端出現上升沿時，繼電器吸合，系統上電；當繼電器Reset端出現上升沿時，繼電器斷開，系統下電。由于繼電器在切換瞬間電流較大，因此需要外加驅動電路，由ULN2003A構成[3]。此種繼電器具有保持功能，一旦置位或復位，即使線圈斷電，繼電器仍保持原狀態，從而降低了功耗。

　　1.2.4 電平轉換電路

　　由于FPGA設計采用的是LVTTL電平，而數據采集電路及AGC自動增益控制電路采用的是5VCMOS電平，LVTTL的高低電平為：

　　可見，LVTTL信號與CMOS信號不可直接互聯，因此設計選用TI公司的SN74ALVC164245芯片(具有三態輸出的16 bit 3.3 V到5 V電平轉換收發器)實現LVTTL與CMOS電平的互聯。

　　1.2.5 總線接口電路

　　總線接口電路通過串行通信接口實現數控系統與遠程計算機的數據通信，由MAX232完成TTL電平到EIA的電平轉換，硬件電路如圖5所示。

　　2 數控系統FPGA軟件設計

　　FPGA軟件部分包括總線控制模塊、天線驅動接口模塊、數據采集模塊、AGC模塊和系統開關控制模塊5部分，使用同一時鐘進行同步處理，控制其他電路共同完成微波輻射計的冷熱源定標、數據采集和工作狀態控制等功能。FPGA軟件信息流程圖如圖6所示。

　　其中，總線控制模塊包括初始化配置模塊、數據傳輸模塊和中斷處理模塊。數據傳輸模塊負責與遠程計算機傳輸科學數據包，包括定標數據、科學數據和溫度數據；中斷處理模塊負責傳輸工程遙測包的數據注入和內部指令注入，分別存入相應的數據緩沖區并設置相應的標志位，控制微波輻射計各部分運行狀態。