Actel數模結合FPGA的遠程控制器設計

3．4 交流電檢測電路
本設計，采用DVDI―001電壓／電流互感器對交流電的電壓、電流進行采樣，然后通過精密整流電路進行整流，采用RC濾波，最終變為O～5 V電壓進入FPGA的A／D測量端。
(1)作為電壓互感器使用
DVDI―001作電壓互感器使用時是一種電流型電壓互感器。電壓采樣電路如圖5所示。根據電路的實際情況，將Rr的阻值選為5 kΩ，CO選為O．1μF。因為電流的感應是1：l，所以Rr選為5 kΩ；同時也要注意不要讓負載超過互感器的范圍。這樣，就可以安全地得到所需要的幅值范圍。

(2)作為電流互感器使用
DVDI―001作電流互感器應用時，用戶只需在中心孔內穿1匝母線作為輸入線圈。電流采樣電路如圖6所示。由于電流的感應比是3 000：1，所以電路中的負載是很小的，所以根據電路的實際情況將Rr的阻值選為5 kΩ，CO選為0．22μF。這樣，就可以安全地得到所需要的幅值范圍(0～5 V)。

3．5 溫度檢測
數字溫度傳感器DSl8B20具有與CPU接口方便、直接數字量輸出等優點，可提供12位(二進制)溫度讀數指示器件的溫度信息。經過單線接口送入DSl8820或從DSl8B20送出，因此從主機CPU到DSl8820僅需一條線。室內溫度檢測采用數字溫度傳感器，其電路如圖7所示。

4 雙核通信
系統采用主從式架構，主核發送命令，從核響應，共同完成對外圍設備的控制和管理。其中，COREl作為主核，外擴了32 KB的SRAM，主要通過MiniISA總線與外界通信；CORE2作為從核，通過I／O與外部通信。COREl、CORE2在結構上是相對獨立的，雙核采用仿打印機協議進行通信，二者以I／O口相接(并行數據線8位，控制線2位)。雙核通信接口如圖8所示，接口引腳定義如表4所列。

系統在每一個核中，都開辟了一個16字節的緩存，用于存儲接收到的數據。其發送格式為：

從設備地址如表5所列。

5 軟件設計
5．1 系統主程序流程
系統內部具有雙核，每個內核單獨執行程序。主程序流程如圖9所示。

5．2 雙核通信流程
雙核通信采用讀忙線發送、中斷接收的方式，增強了數據發送的可靠性，如圖10所示。

結 語
本文利用Actel公司最新Fusion系列數模結合的FPGA實現了遠程家電控制，保證了多CPU環境下通信的協調與穩定。本文創新點：采用數模結合的FPGA，內嵌2個8051 IP軟核，主核通過擴展MiniISA總線實現數據處理和系統管理，從核直接用于參數的采集和控制，且參數采集所用的A／D轉換器均為12位的片內A／D。