CN201289520Y - 基于Nios软核处理器的蓄电池电压数据采集装置 - Google Patents
基于Nios软核处理器的蓄电池电压数据采集装置 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型涉及蓄电池电压数据采集装置。本实用新型所述的基于Nios软核处理器的蓄电池电压数据采集装置包括FPGA芯片和蓄电池电压采集卡，其中FPGA芯片包含一个双口RAM，一个Nios软核CPU和一个RS232接口电路，双口RAM的一端与主控CPU连接，另一端与Nios软核CPU连接，Nios软核CPU与RS232接口电路连接，RS232接口电路与蓄电池电压采集卡的RS232串行总线连接。本实用新型将直流电压数据采集模块与Nios软核CPU相连，省去了原来独立的电压数据测量仪器，提高了系统的集成度和可重构性。
Description
技术领域
本实用新型属于自动化与信息技术领域，具体涉及基于Nios软核CPU的蓄电池电压数据采集装置。
背景技术
蓄电池广泛应用于汽车、轨道交通等领域，需要实时测量蓄电池电压值，以提供当前电压情况。目前在蓄电池电压测量领域通常采用专门仪器，使用独立的CPU，独立的RAM和RS232芯片完成连续蓄电池电压数据的采集功能。这样就造成资源浪费和成本增加，不利于系统集成，降低系统可靠性。
实用新型内容
本实用新型的目的就是针对现有技术的不足，提供一种基于Nios软核处理器的蓄电池电压数据采集装置来实现蓄电池电压数据的采集，通过该装置可以大大提高系统集成度、可靠性和可重配置性，降低硬件复杂度和成本。
本实用新型采取的具体技术方案如下：
一种基于Nios软核处理器的蓄电池电压数据采集装置，包括FPGA芯片和蓄电池电压采集卡，其中FPGA芯片包含一个双口RAM，一个Nios软核CPU和一个RS232接口电路，双口RAM的一端与主控CPU连接，另一端与Nios软核CPU连接，Nios软核CPU与RS232接口电路连接，RS232接口电路与蓄电池电压采集卡的RS232串行总线连接。
FPGA硬件电路是选用Altera公司的Cyclone系列芯片，虽然只有一个芯片，但其中却集成了很多电路用以完成电压数据的采集功能，并且，芯片硬件是可重配置的。
Altera公司的Nios软核嵌入式处理器是一种可特许的通用RISC处理器，也就是说，Altera公司以IP核的方式将它提供给设计者。
基于Nios软核的蓄电池电压数据采集装置便是嵌入式技术与数据采集技术结合的产物。它是利用系统中的FPGA芯片，构造RS232串口，并使用嵌入式的Nios软核，对由RS232串口来的蓄电压数据进行采集。这样可以省去原来独立的RAM模块，CPU模块和RS232电路模块，大大提供了系统的集成度。并且软核处理器是可以重配置的，可根据实际的需要重新定制处理器的指令，提高系统的灵活性。
蓄电池电压数据采集功能控制软件，由Nios软核CPU完成。由于蓄电池电压数据总共6个字节，其软件实现的步骤如下：
1)主程序等待RS232串口中断。中断到达，串口(UART)数据采集模块开始，关串口中断；
2)判断UART计数器是否等于0；
3)如果UART计数器等于0，开始接收数据头。然后判断接收到的数据头是否为0xffff。如果是，将0xffff存入内部缓存区，同时将UART计数器置为4。完成上述工作后，跳出循环，等待下一次中断。如果数据头不是0xffff，直接跳出循环，等待下一次中断；
4)如果UART计数器不等于0，UART计数器先减1。然后存储串口数据到内部缓存区，接着判断UART计数器是否等于0。如果为0，说明6个字节的串行数据接收完毕，将内部缓存区的数据移送到双口RAM，然后跳出循环，等待下一次中断；如果不为0，直接跳出循环，等待下一次中断。
附图说明
图1是本发明基于Nios软核的蓄电池电压数据采集装置的硬件结构方框图。
图2是电压数据采集程序。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型所述的基于Nios软核处理器的蓄电池电压数据采集装置包括FPGA芯片和蓄电池电压采集卡，其中FPGA芯片包含一个双口RAM，一个Nios软核CPU和一个RS232接口电路，双口RAM的一端与主控CPU连接，另一端与Nios软核CPU连接，Nios软核CPU与RS232接口电路连接，RS232接口电路与蓄电池电压采集卡的RS232串行总线连接。蓄电池电压采集卡用模拟电压信号，D/A转换后再处理成RS232串行格式进行发送。
图2是由Nios软核处理器执行的蓄电池电压数据采集控制软件程序。步骤21是主程序等待RS232串口中断，中断到达后，步骤22进入串口(UART)数据采集模块，接着步骤23关串口中断，步骤24判断UART计数器是否等于0。
如果UART计数器等于0，开始步骤25接收数据头。步骤26判断接收到的数据头是否为0xffff。如果是，步骤27将0xffff存入内部缓存区，接着步骤28将UART计数器置为4。完成上述工作后，运行步骤213跳出循环，等待下一次中断；如果数据头不是0xffff，直接运行步骤213跳出循环，等待下一次中断。
如果UART计数器不等于0，步骤29将UART计数器先减1，然后步骤210存储本次接收的串口数据到内部缓存区。接着步骤211判断UART计数器是否等于0.如果为0，说明6字节的串口数据接收完毕，步骤212将内部缓存区的数据移送到双口RAM，然后运行步骤213跳出循环，等待下一次中断，如果不为0，直接运行步骤213跳出循环，等待下一次中断。
Claims (1)
1.一种基于Nios软核处理器的蓄电池电压数据采集装置，包括FPGA芯片和蓄电池电压采集卡，其特征在于：FPGA芯片包含一个双口RAM，一个Nios软核CPU和一个RS232接口电路，双口RAM的一端与主控CPU连接，另一端与Nios软核CPU连接，Nios软核CPU与RS232接口电路连接，RS232接口电路与蓄电池电压采集卡的RS232串行总线连接。
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| CNU2008201542360U CN201289520Y (zh) | 2008-10-21 | 2008-10-21 | 基于Nios软核处理器的蓄电池电压数据采集装置 |
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|---|---|---|---|---|
| CN102760105A (zh) * | 2012-06-13 | 2012-10-31 | 深圳市汇川控制技术有限公司 | 实现本地主从模块间的通信的系统及方法 |
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| CN102760105A (zh) * | 2012-06-13 | 2012-10-31 | 深圳市汇川控制技术有限公司 | 实现本地主从模块间的通信的系统及方法 |
| CN102760105B (zh) * | 2012-06-13 | 2016-08-10 | 深圳市汇川控制技术有限公司 | 实现本地主从模块间的通信的系统及方法 |
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Granted publication date: 20090812 Termination date: 20091123 |