基于SOPC相關法超聲波風速風向儀的研究.pdf

1、隨著經濟的發(fā)展，能源問題受到了廣泛關注。在風力發(fā)電中，風速風向的測量起著重要的作用。超聲波風速儀是近年來受到重視的風速測量儀表，本文超聲波風速風向儀的核心部件是32位NIOS II軟核。軟核可以靈活的定制，構建片上系統(tǒng)，性能強大。本文首先分析了超聲波測流速的方法，包括多普勒法、時差法、和相關法。并且對相關法測量風速風向進行了深入的研究，對系統(tǒng)的構建加以分析，完成基于SOPC超聲波風速風向測量系統(tǒng)的整體設計。包括前端采集電路的設計，SOP

2、C的硬件構架，軟件設計，顯示模塊設計。
　　前端和外圍電路的設計主要包括驅動信號的產生，數(shù)據(jù)采集控制電路，和FPGA的外圍電路。在傳統(tǒng)型DDS技術的基礎上對基于CORDIC算法的DDS進行了研究，實現(xiàn)了正弦波信號的產生。數(shù)據(jù)采集電路主要包括放大電路、AD轉換、FIFO等。FPGA的外圍電路主要有電源電路、時鐘電路、調試和配置電路、通信電路和顯示模塊的電路。
　　本課題使用的FPGA芯片是altera公司的EP2C8Q208，

3、選擇該器件構建工程，完成SOPC系統(tǒng)的整體硬件架構。主要包括：SDRAM控制器、EPCS串行控制器、定時器控制器、PIO控制器、JTAG_UART控制器和UART控制器等。然后為系統(tǒng)設計了自定義用戶組件 ADC和 DAC，分別用于數(shù)據(jù)采集的模數(shù)轉換和超聲波換能器驅動的模數(shù)轉換。將各組件整體連結，生成 SOPC系統(tǒng)。硬件系統(tǒng)生成后在EDS嵌入式開發(fā)包中進行軟件開發(fā)，分別對各子模塊進行了在線測試，分析測得的數(shù)據(jù)，以驗證子模塊的可靠性。系統(tǒng)設