CN103345238A - 网络可配置电压输出电路 - Google Patents
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Abstract
网络可配置电压输出电路，属于电子电路技术领域。解决了现有电压输出电路无法实现远程调试与配置内容无法进行远程修改的问题。本发明的网络接口的数据输入输出端连接网络控制电路的数据输入输出端，网络控制电路的二号数据输入输出端连接单片机电路的数据输入输出端，单片机电路的二号数据输入输出端连接FPGA控制电路数据输入输出端，单片机电路的地址信号输出端连接FPGA控制电路的地址信号输入端，单片机电路的写信号输出端连接FPGA控制电路写信号输入端，FPGA控制电路的电压控制信号输出与电压信号输入端连接电压输出电路的电压控制信号输入与电压信号输出端。本发明适用于电子电路技术领域。
Description
技术领域
本发明属于电子电路技术领域。
背景技术
通用化作为模块设计的发展趋势，其关键技术的其中之一就是网络化技术的应用。以因特网为代表的网络技术的出现以及它与其他高新科技的相互结合，不仅己开始将智能互联网产品带入现代生活，而且也为测量与仪器技术带来了前所未有的发展空间和机遇，网络化测量技术与具备网络功能的设备应运而生。网络化技术的应用大大提高了设备控制的灵活性，但是现有电压输出电路不能进行远程调试与配置内容无法远程修改的问题。
发明内容
本发明为了解决现有电压输出电路无法实现远程调试与配置内容无法远程修改的问题，提出了一种网络可配置电压输出电路。
本发明所述网络可配置电压输出电路，该电路包括网络接口、网络控制电路、单片机电路、FPGA控制电路、外部存储器和电压输出电路；
网络接口的数据输入输出端连接网络控制电路的数据输入输出端，网络控制电路的二号数据输入输出端连接单片机电路的数据输入输出端，单片机电路的二号数据输入输出端连接FPGA控制电路数据输入输出端，单片路的地址信号输出端连接FPGA控制电路的地址信号输入端，单片机电路的写信号输出端连接FPGA控制电路写信号输入端，单片机电路的读信号输出端连接FPGA控制电路的读信号输入端，FPGA控制电路的电压控制信号输出与电压信号输入端连接电压输出电路的电压控制信号输入与电压信号输出端；
本发明经网络接口进行控制信息的传递，再经单片机电路与FPGA控制电路，实现对电压输出电路输出电压的控制，最终实现对输出电压的远程控制和配置内容的远程修改
附图说明
图1为本发明所述网络可配置电压输出电路的结构示意图；
图2为具体实施方式三所述状态机跳转示意图；
图3为具体实施方式二所述的FPGA控制电路的结构示意图。
具体实施方式
具体实施方式一、结合图1说明本实施方式，本实施方式所述网络可配置电压输出电路，该电路包括网络接口1、网络控制电路2、单片机电路3、FPGA控制电路4和电压输出电路6；
网络接口1的数据输入输出端连接网络控制电路2的数据输入输出端，网络控制电路2的二号数据输入输出端连接单片机电路3的数据输入输出端，单片机电路3的二号数据输入输出端连接FPGA控制电路4数据输入输出端，单片机电路3的地址信号输出端连接FPGA控制电路4的地址信号输入端，单片机电路3的写信号输出端连接FPGA控制电路4写信号输入端，单片机电路3的读信号输出端连接FPGA控制电路4的读信号输入端，FPGA控制电路4的电压控制信号输出与电压信号输出端连接电压输出电路6的电压控制信号输入与电压信号输入端。
本实施方式所述电路调试方便，只需要一根网线与个人计算机相连接即可完成，使用者可以方便的对电路进行控制和功能配置。
具体实施方式二、结合图2说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式一述的网络可配置电压输出电路的进一步说明，FPGA控制电路4由译码模块和DAC控制模块组成；
单片机电路3的二号数据输入输出端连接译码模块4-1数据输入输出端，单片机电路3的地址信号输出端连接译码模块4-1的地址信号输入端，单片机电路3的写信号输出端连接译码逻辑模块写信号输入端，单片机电路3的读信号输出端连接译码模块4-1的读信号输入端，译码模块4-1的译码信号输出与编码信号输入端连接DAC控制模块4-2的译码信号输入与编码信号输出端；DAC控制模块4-2的数据选择信号输出端连接电压输出电路6的数据选择信号输入端，DAC控制模块4-2的串行数据输出端连接电压输出电路6的串行数据输入端，DAC控制模块4-2的更新电压通道信号输出端连接电压输出电路6的更新电压通道信号输入端，DAC控制模块4-2的加载DAC缓存寄存器信号输出端连接电压输出电路6的加载DAC缓存寄存器信号输入端，DAC控制模块4-2的使能信号输出端连接电压输出电路6的使能信号输入端，DAC控制模块4-2的具体通道号信号输出端连接电压输出电路6具体通道号信号输入端，DAC控制模块4-2的选择通道号信号输出端连接电压输出电路6选择通道号信号输入端。
FPGA通过数据线DATA、地址线ADDR、读写控制线RD和WR，与单片机电路进行数据交互。单片机电路负责接收和发送网络数据到地址线上，译码逻辑根据输入的地址信号，在写信号有效时，将数据线上的数据存储到配置寄存器中，同理，根据地址与读信号将配置寄存器中的数据传递到单片机电路。
具体实施方式三、本实施方式是对具体实施方式二所述的网络可配置电压输出电路的进一步说明，该电路还包括外部存储器5，FPGA控制电路4的外部数据信号输入输出端端连接外部存储器5的读写信号端。
FPGA控制电路通过译码逻辑，将单片机电路提取的网络数据进行功能配置，将配置信息存储到外部存储器，控制模拟电压输出。
具体实施方式四、结合图3说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式二所述的网络可配置电压输出电路的进一步说明，DAC控制模块4-2采用状态机的跳转实现逻辑控制，所述状态机包括4个状态：空闲状态、选择状态、控制状态机和并行转串行状态；
空闲状态，对DAC控制模块4-2进行复位，当检测到开始转换信号Startflag==1&&Start==1时，跳转到数据选择状态；
数据选择状态，数据选择状态根据译码模块4-1译码获得的电压通道选择信号，选择电压通道号，当检测具体通道号选择完成，状态机跳转到并行转串行状态；
并行转串行状态，将并行数据转换为串行输出，当检测到串行输出完成后，状态机跳转到控制状态；
控制状态，输出电压通道更新信号和加载DAC缓存寄存器信号，改变输出通道号，当检测所有通道输出完毕命令Start==0后，状态机跳转到空闲状态，否则跳转到数据选择状态。
具体实施方式五、本实施方式是对具体实施方式一所述的网络可配置电压输出电路的进一步说明，单片机电路3采用AVR单片机电路ATmega128实现。
具体实施方式六、本实施方式是对具体实施方式一所述的网络可配置电压输出电路的进一步说明，网络控制电路2采用W5100芯片实现。
网络控制电路使用W5100能够实现网络协议数据的发送与提取，即实现TCP/IP协议；单片机电路电路负责将网络数据从W5100的数据缓冲区读出，发送给FPGA，同时也能够将数据通过W5100发送到外部网络。
单片机电路与W5100的通讯使用单片机电路的SPI接口实现，单片机电路启动后首先初始化各个端口，包括SPI接口，然后通过配置W5100芯片的寄存器，包括设备的物理地址、默认网关、子网掩码等信息，用于实现网络设备的物理连接。
单片机电路与FPGA的数据交互使用八位数据线、地址线，以及读写控制信号线，通过FPGA控制电路对总线译码实现数据交互。除了总线译码逻辑，FPGA控制电路还包括外部存储器控制逻辑与电压输出控制逻辑。
单片机加电后初始化单片机，通过控制SPI接口初始化W5100芯片，包括物理地址、网关、子网掩码、IP地址设置，以及使用的Socket设置等。然后通过判断W5100中断寄存器内部中断类型，单片机执行相应的操作。
Claims (6)
1.网络可配置电压输出电路，其特征在于，该电路包括网络接口（1）、网络控制电路（2）、单片机电路（3）、FPGA控制电路（4）和电压输出电路（6）；
网络接口（1）的数据输入输出端连接网络控制电路（2）的数据输入输出端，网络控制电路（2）的二号数据输入输出端连接单片机电路（3）的数据输入输出端，单片机电路（3）的二号数据输入输出端连接FPGA控制电路（4）数据输入输出端，单片机电路（3）的地址信号输出端连接FPGA控制电路（4）的地址信号输入端，单片机电路（3）的写信号输出端连接FPGA控制电路（4）写信号输入端，单片机电路（3）的读信号输出端连接FPGA控制电路（4）的读信号输入端，FPGA控制电路（4）的电压控制信号输出与电压信号输出端连接电压输出电路（6）的电压控制信号输入与电压信号输入端。
2.根据权利要求1所述的网络可配置电压输出电路，其特征在于，FPGA控制电路（4）由译码模块（4-1）和DAC控制模块（4-2）组成；
单片机电路（3）的二号数据输入输出端连接译码模块（4-1）数据输入输出端，单片机电路（3）的地址信号输出端连接译码模块（4-1）的地址信号输入端，单片机电路（3）的写信号输出端连接译码逻辑模块写信号输入端，单片机电路（3）的读信号输出端连接译码模块（4-1）的读信号输入端，译码模块（4-1）的译码信号输出与编码信号输入端连接DAC控制模块（4-2）的译码信号输入与编码信号输出端；DAC控制模块（4-2）的数据选择信号输出端连接电压输出电路（6）的数据选择信号输入端，DAC控制模块（4-2）的串行数据输出端连接电压输出电路（6）的串行数据输入端，DAC控制模块（4-2）的更新电压通道信号输出端连接电压输出电路（6）的更新电压通道信号输入端，DAC控制模块（4-2）的加载DAC缓存寄存器信号输出端连接电压输出电路（6）的加载DAC缓存寄存器信号输入端，DAC控制模块（4-2）的使能信号输出端连接电压输出电路（6）的使能信号输入端，DAC控制模块（4-2）的具体通道号信号输出端连接电压输出电路（6）具体通道号信号输入端，DAC控制模块（4-2）的选择通道号信号输出端连接电压输出电路（6）选择通道号信号输入端。
3.根据权利要求1所述的网络可配置电压输出电路，其特征在于，该电路还包括外部存储器（5），FPGA控制电路（4）的外部数据信号输入输出端端连接外部存储器（5）的读写信号端。
4.根据权利要求1所述的网络可配置电压输出电路，其特征在于，DAC控制模块采用状态机的跳转实现逻辑控制，所述状态机包括4个状态：空闲状态、选择状态、控制状态机和并行转串行状态；
空闲状态，对DAC控制模块进行复位，当检测到开始转换信号Startflag==1&&Start==1时，跳转到数据选择状态；
数据选择状态，数据选择状态根据译码模块译码获得的电压通道选择信号，选择电压通道号，当检测具体通道号选择完成，状态机跳转到并行转串行状态；
并行转串行状态，将并行数据转换为串行输出，当检测到串行输出完成后，状态机跳转到控制状态；
控制状态，输出电压通道更新信号和加载DAC缓存寄存器信号，改变输出通道号，当检测所有通道输出完毕命令Strart==0后，状态机跳转到空闲状态，否则跳转到数据选择状态。
5.根据权利要求1所述的网络可配置电压输出电路，其特征在于，单片机电路（3）采用AVR单片机ATmega128实现。
6.根据权利要求1所述的网络可配置电压输出电路，其特征在于，网络控制电路（2）采用W5100芯片实现。
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