一種基于CCD技術(shù)的鋼管長度測量系統(tǒng)設(shè)計

　　3．3 RS-485通信的實現(xiàn)

　　RS-485作為一種串行通信的接口，具有傳輸距離長、速度較高、電平兼容性好、使用靈活方便、成本低廉和可靠度高等優(yōu)點，在智能管理、在線控制、地質(zhì)勘探等許多領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用。RS-485收發(fā)器分別采用平衡發(fā)送和差分接收，即在發(fā)送端驅(qū)動器將TTL電平信號轉(zhuǎn)換成差分信號輸出，在接收端接收信號將差分信號變成TTL電平。在RS-485接口中一根線定義為A，另一根線定義為B，有一個信號地C和一個“使能”端，在“使能”端控制發(fā)送驅(qū)動器與傳輸線的切斷與連接。當“使能”端起作用時，發(fā)送驅(qū)動器處于高阻狀態(tài)，稱作“第三態(tài)”，即它是有別于邏輯“l(fā)”與“O”的第三態(tài)。RS-485具有較強的抑制共模干擾的能力和較高的接收器靈敏度，能檢測200 mV的電壓，因此數(shù)據(jù)傳輸距離可達1 km以外。

　　RS-485接口連接器一般采用DB9的9芯插頭座，與智能終端RS-485接口采用DB9孔。最簡單的RS-485通信線電路電纜由兩條信號線路組成，接口一般采用屏蔽雙絞線傳輸。RS-485與FPGA的接口電路如圖6所示。

　　4 系統(tǒng)的軟件實現(xiàn)

　　該系統(tǒng)以Aherla公司的EP3C25E1448CN作為中央處理器，整個測量過程主要包括初始狀態(tài)(Initialization)、數(shù)據(jù)采集(Data_Sample)、數(shù)據(jù)處理(Data_Processing)、數(shù)據(jù)顯示(Data_Display)和數(shù)據(jù)傳輸(Data_Transfers)等5種不同的狀態(tài)。可利用有限狀態(tài)機方法進行設(shè)計，其狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖如圖7所示。通過開發(fā)工具QuartusⅡ?qū)Ω髂K的VHDL源程序及頂層電路進行編譯、邏輯綜合，電路的糾錯、驗證、自動布局布線及仿真等各種測試，最終將設(shè)計編譯的數(shù)據(jù)下載到芯片中。

　　5 結(jié)論

　　本系統(tǒng)以可編程邏輯器件作為開發(fā)平臺處理數(shù)據(jù)，高精度的CCD器件實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集，RS-485通信完成數(shù)據(jù)的傳輸，使整個系統(tǒng)具有集成度高，易于調(diào)試，測量準確度高，易于實現(xiàn)遠程控制和信息資源共享的特點，具有一定的開發(fā)潛力。