基于Verilog-HDL的軸承振動噪聲電壓峰值檢測

　　僅有圖5的邏輯功能框圖還不能方便地用Verilog-HDL來描述。為此將其進一步細化為圖6所示的形式。圖6中虛線框內的功能由XC9572（Xilinx公司的產品）實現。圖6中，Vin為模擬電壓的輸入，VDOUT為數字峰值電壓的輸出，VDOUT、RB1、RB21均與接口電路相接，RB1、RB2受微機的控制。

　　2.2 時序圖

　　圖7為圖6所示邏輯電路的時序圖。按照軸承檢測的工藝，當系統復位RB2、啟動脈沖RB1到來后，經0.7s的延時，便產生1個寬度為1s的門脈沖G_P。在此期間，A/D轉換器連續轉換的數據送入數據緩沖器GET_DATA，之后進行數字信號的峰值檢測和保持。A/D轉換器在此采用MAX120。該轉換器的分辨率為12bit，轉換時間為1.6μs。2.3 邏輯仿真。

　　在硬件電路實現之前，用Verilog-HDL對圖6所示的邏輯電路進行了仿真，圖8即為仿真結果。從仿真結果中可以看出，系統復位后，D_OUT（VDOUT）輸出為0，在1s門脈沖G_P有效期間，GET_DATA接收時鐘GET_DATA_CLK。此間來自A/D轉換器的數字電壓（分別為FROM_ADC=10、15、18、17、4、6、2）相繼輸入至GET_DATA。由于這期間的最大值為FROM_ADC=18，故有D_OUT=18。在門脈沖G_P無效期間，即使有數據FROM_ADC=11輸入，仍有D_OUT=0。

　2.4 Verilog-HDL主模塊

　　限于篇幅，這里只將本系統所涉及到的Verilog-HDL的主模塊部分列出：

　　Module PK_SEL(BUSY,RB1,RB2,FROM_ADC,D_OUT,P_OUT);

　　input BUSY,RB1,RB2;

　　output P_OUT;

　　input [11:0]FROM_ADC;

　　output [11:0]D_OUT;

　　wire [11:0]TO_COM;

　　wire GET_DATA_CLK;

　　//產生秒脈沖

　　CNT100 F_4kHz （RB1,BUSY,F_4k）； //分頻

　　CNT100 F_37Hz （RB1，F_4k，F_37）； //分頻

　　DELAY_P1 START_DLY （RB2，RB1，F_7，DLY_05S）； //延時0.7s

　　DELAY_P2 GENE_SPB （RB2，DLY_05S，F_7，SPB）； //延時1s

　　GETE_GENE GENE_GP （G_P，DLY_05S&RB2，SPB）； //1s的門脈沖

　　Assign P_OUT=G_P;

　　//ADC數據最大值的比較和檢測

　　assign GET_DATA_CLK=～BUSY & G_P;

　　DFF12 GET_DATA（GET_DATA_CLK，FROM_ADC，TO_COM, ～SPB & RB2); //獲取ADC數據

　　COMP_D DATA_COMP（TO_COM，D_OUT，D_S）； //數據比較

　　DFF12 DATA_MEM（BUSY & D_S，TO_COM，D_OUT，RB1 & RB2）； //數據存儲

　　endmodule

　　結束語

　　與模擬式的峰值電壓檢測方式相比，數字式的檢測方式有著結構簡單、系統開發周期短等優點，而采用Verilog-HDL可以方便地實現欲有的功能。筆者設計開發的該系統用在了大連科匯軸承儀器有限公司生產的S0910-3型軸承振動測量儀中，并于2001年6月在上海的國際軸承及裝備博覽會上引起了同行的關注。