[发明专利]基于FPGA+SOPC的石英振梁谐振式传感器测试系统

摘要

基于FPGA+SOPC的石英振梁谐振式传感器测试系统，石英振梁谐振式传感器输出的双路待测方波信号经过方波整形模块，得到待测标准方波信号输入FPGA单元中的等精度频率测量模块，完成基准信号和待测信号的上升沿计数；同时，温度传感器的输出通过IIC总线接口与测温模块实时通讯，再通过SOPC将基于Verilog HDL的测频测温电路封装成自定义IP核，进而建立SOPC模块，通过NIOSII控制器实现频率值和温度值的浮点解算、LCD显示和串口传输等功能，本发明简化了硬件电路，降低功耗、体积和成本，实现了双路频率信号的同步、高精度、连续、快速采集和温度值的实时监测，还具备集成化程度高、易扩展的特点。

主权项

基于FPGA+SOPC的石英振梁谐振式传感器测试系统，包括石英振梁谐振式传感器，其特征在于：石英振梁谐振式传感器的第一输出和方波整形模块Ⅰ的数据输入端连接，石英振梁谐振式传感器的第二输出和方波整形模块Ⅱ的数据输入端连接，方波整形模块Ⅰ和方波整形模块Ⅱ的时钟输入端与PLL倍频模块的第一时钟输出端clk Ⅰ连接，方波整形模块Ⅰ的数据输出端与基于Verilog HDL的自定义测频测温IP核的第一频率数据输入端连接，方波整形模块Ⅱ的数据输出端与基于Verilog HDL的自定义测频测温IP核的第二频率数据输入端连接，基于Verilog HDL的自定义测频测温IP核的温度数据端通过IIC总线与温度传感器双向连接，在SOPC内部，基于Verilog HDL的自定义测频测温IP核、NiosII控制器、UART内核、PIO内核、EPCS控制器、SDRAM控制器之间通过Avalon总线实现双向连接，UART内核的数据输出端与上位机双向连接，PIO内核的数据输出端与LCD显示屏连接，EPCS控制器的数据输出端与FLASH存储器双向连接，SDRAM控制器的数据输出端与SDRAM存储器双向连接；NiosII控制器的时钟输入端与PLL倍频模块的第二时钟输出端clk Ⅱ连接，SDRAM控制器的时钟输入端与PLL倍频模块的第三时钟输出端clkⅢ连接，PLL倍频模块的时钟输入端与时钟晶振连接。