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基于FPGA的坡面流流速仪的研究

张捷

   本文主要研究了基于FPGA的坡面流流速仪。首先,阐述了坡面流是研究坡面侵蚀动力和机理的最重要的因素。在众多测速方法中,盐溶液示踪法具有诸多优点,同时基于FPGA的设计能够很好的克服了目前测速仪器存在的一些问题。其次,本文先设计了坡面流流速传感器,随后详细设计了基于Xilinx公司xc3s400 FPGA的并行多通道的快速数据采集系统,该设计采用VHDL语言和原理图编程实现,文中给出了RTL设计原理图和经过综合、映射、布局布线后的仿真波形,同时给出了FPGA外围电路的设计参考,满足了坡面流流速仪逻辑和时序的要求。在数据采集后,控制部分由ATMEL公司89C52单片机系统完成,实现了与FPGA之间的数据读取、4X4键盘以及LED显示、平均流速计算、通过RS232与上位机进行串行通信等等。电源部分为了适应野外工作的需要,设计了交流和蓄电池两套供电方式。在上位机部分,采用Delphi和Access2000完成软件和数据库设计。经实验调试,整个系统在功能上完全满足要求。基于FPGA的设计,可以使用经过良好设计的可重用模块,大大提高了系统的开发速度、可维护性、可扩展性,再加上FPGA芯片自身具有的体积小、功耗低、集成度高等特点,符合智能仪器仪表SoC化的发展趋势。……   
[关键词]:流速仪;坡面流;现场可编程门阵列;单片机
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:西安理工大学2006年