基于FPGA的數據采集控制模塊的研究與設計

　　2．2 A／D轉換控制器的設計

　　在此設計中，是利用狀態機對A／D轉換進行控制的。控制ADC0809采樣狀態圖，如圖2所示。

　　在狀態ST0中，對0809進行初始化，之后進入到狀態ST1；在狀態ST1中，ALE和START信號有效，這時EOC信號變為低電平，進入轉換狀態ST2。此時，需要對0809工作狀態信號EOC進行測試，如果為低電平，表示轉換沒結束，仍需要停留在ST2狀態中等待，直到變成高電平后才說明轉換結束，在下一時鐘脈沖到來時轉向狀態ST3。在狀態ST3，由狀態機向0809發出轉換好的8位數據輸出允許命令，這一狀態周期同時可作為數據輸出穩定周期，以便能在下一狀態中向鎖存器中鎖入可靠的數據。在狀態ST4，由狀態機向FPGA中的鎖存器發出鎖存信號，將0809輸出的數據進行鎖存。

　　2．3 RAM讀寫控制器的設計

　　在該模塊設計中，RAM讀寫控制模塊又分為讀控制模塊、寫控制模塊和讀寫狀態轉換模塊。寫控制模塊中兩個輸入信號分別與A／D轉換控制模塊的數據鎖存和轉換輸出相連。當鎖存信號使能，即發出寫信號，將數據存儲到外部RAM的第600個地址空間之后，再對之前的數據進行前移，以達到數據的及時更新。讀控制模塊的控制信號分別與寫更新完畢信號和讀信號相連，當寫更新完畢信號使能時，只要接到讀信號，則依次讀完外部RAM前600個地址空間(一場)的數據。

　　2．4 鍵盤掃描控制器的設計

　　鍵盤控制模塊由四個模塊組成，包括：時鐘分頻模塊、行鍵值輸出模塊、鍵值鎖存模塊和鍵值合成模塊。鍵值鎖存模塊將按下按鍵的行、列信息鎖存，并交由鍵值合成模塊，該模塊配合行鍵輸出模塊輸出的結果進行查表，最終確定鍵值。

　　3 仿真結果

　　Max+PlusⅡ仿真平臺的圖形輸入方式直觀，符合傳統數字系統設計人員的習慣，便于進行接口的設計，容易實現仿真，便于信號的觀察。基于以上考慮，利用此平臺，用硬件描述語言VHDL來實現各個功能模塊，A／D轉換控制器和VGA顯示控制器模塊的時序仿真結果如圖3、圖4所示。

　　4 結 語

　　這里的數據采集控制模塊主要以FPGA為基礎，本著軟件硬件化的思路，著重研究主控制模塊的實現。由于采用FPGA作為控制處理器，其速度快，效率高，且標準的VGA接口使得系統的使用更加便捷，鍵盤控制的多通道間切換，也為實現多路采集奠定了基礎。