电竞作品基于SOPC的高精度多路数据采集系统(5)

基于SOPC的工业现场高精度多路数据采集系统

开 始 串行口初始化 将接受的1地址 字节与3数据字节异或 向DE2发送 请求数据信号0xFFH N等待DE2回答 校验相等 Y N设备准备好 向DE2板发送 请求重发信号0xFC Y接收1字节地址 并保存到缓冲区 返 回 N接收3字节数据 并保存到缓冲区 数据接受完毕 Y接收1校验字节

图26 上位机接收数据程序流程图

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开 始 定时器、串行口初始化 记录要发送路数和次数 send_road=road; send_n=n; 查 询 接 收 寄 存 器 是0xFFH N Y是0xFCH YN保存当前发送路数和次数 resend_road=send_road; resend_n=send_n; resend_timers < 3 N发送1字节地址 Y 重发上次发送数据send_road=resend_road; send_n=resend_n; 发送3字节数据 发送1校验字节 rensend_timer =0 返 回

图27 NIOS II系统查询发送程序流程图

六、测试方案及设备

测试目的：验证输入电压、电流、频率和PT10的温度信号精度是否达标。 测试现场温度：28℃。 测试使用仪器及型号：

161/2高精度数字万用表：Agilent 34401A；马来西亚Agilent； ○

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基于SOPC的工业现场高精度多路数据采集系统

2十进位电阻箱：型号：ZX38/10型；上海交流仪器厂；0.1级 ○

3多路直流稳压稳流电源源：型号：MPS-3000L-3；深圳市麦创电子科技有限公司 ○

4信号发生器：型号：MFG-8216B；深圳市麦创电子科技有限公司 ○

（1）输入电压的测试方案如图28，

测试步骤：

1将可调稳压源的电压输出端接入系统的电压信号输入端VIN1； ○

2调节可调稳压源的电压输出使电压由0~5V，并记录数据； ○

○3再反向调节可调稳压源的电压输出使电压由0~5V，并记录数据；

表8 电压测量实验数据记录 给定电压值（V） LCD显示（V） 绝对误差（mV） 给定电压值（V） LCD显示（V） 绝对误差（mV）

0.15 0.147 3 1 1.001 1 0.25 0.251 1 1.5 1.502 2 0.5 0.498 2 2 2.001 1 0.6 0.602 2 3 3.001 1 0.7 0.702 2 4 4.002 2 0.8 0.803 3 4.5 4.502 2 0.9 0.904 4 5 5.002 2 系统 ＋ V —— 图28 输入电压的测试原理

可调稳压源 （2 ）输入电流的测试方案 如图29所示。

系 统 A 精密电阻 I可调电流源 I— 图29 输入电流的测试原理 22

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测试步骤：

1将可调电流源的电压输出端接入系统的电流信号输入端IInput1； ○

2调节可调电流源的电压输出使电流由4~20mA，并记录数据； ○

3再反向调节可调电流源的电压输出电流由20mA~0mA，并记录数据； ○

表9 电流测量实验数据记录 给定电流值（mA） LCD显示值（mA） 绝对误差值（mA） 给定电流值（mA） LCD显示值（mA） 绝对误差值（mA） 4 4.21 0.21 10 10.21 0.21 4.5 4.33 0.17 12 11.84 0.16 5 5.19 0.19 14 13.85 0.15 5.5 5.73 0.23 15 15.25 0.25 6 6.22 0.22 16 16.31 0.31 6.5 6.72 0.22 18 18.2 0.2 7 6.83 0.17 20 19.78 0.22 ( 3 ) 温度的测试方案如图30所示。 I

高 VIN＋ 精

系 度 V

统 VIN电

恒流源I— 阻

箱 图 30 PT100的测试原理

由于实验条件的关系，对温度的测量，只能用0.1级电阻箱来模拟Pt100随温度变化时阻值的变化。再将电阻箱的阻值，用查分度表或公式计算的方法转换为相应的温度值，并认为该值为测量的实际值，将其与系统的LCD显示值对照。 测试步骤：

1将十进位电阻箱输出端接入系统的PT100信号输入端PTinput1； ○

○2调节十进位电阻箱输出使对应温度由-200℃~850℃，并记录数据；

3再反向调节十进位电阻箱输出使温度由850℃~-200℃，并记录数据； ○

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基于SOPC的工业现场高精度多路数据采集系统

表10 温度测量实验数据记录 给定电阻 （欧） 对应温度 （℃） LCD显示（℃） 绝对误差值（℃） 给定电阻 （欧） 对应温度 （℃） LCD显示（℃） 绝对误差值（℃） 18.5 -200 -202 2 212.05 360 361 1 48.00 -130 -129 1 240.18 380 381 1 76.33 -60 -62 2 280.98 500 502 2 103.9 10 11 1 322.76 570 569 1 130.9 80 81 1 350.11 640 639 1 157.33 150 149 1 377.7 710 708 2 183.19 220 219 1 390.48 850 849 1 (4)频率信号的测量原理如图31， 系 示 频 统 波 率 器 计 图31 频率信号的测量原理

测试步骤：

1将信号发生器频率输出端接入系统的频率信号输入端F1； ○

信 号 发 生 器 2调节信号发生器的频率输出使频率由0~1MHZ，并记录数据； ○

3再反向调节信号发生器频率输出使频率由1MHZ~0HZ，并记录数据； ○

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