基于SOPC的石英音叉溫度傳感器測試系統(tǒng)的研究.pdf

1、隨著科學技術的飛速發(fā)展，市場對高性能低功耗傳感系統(tǒng)的需求越來越高，對高精度溫度測量的需求也越來越高，精確的溫度測量已經(jīng)成為現(xiàn)代測控技術中的重要組成部分。 傳統(tǒng)的溫度傳感器（熱電阻、熱電偶，半導體集成溫度傳感器）皆為模擬式傳感器，輸出信號必須通過模/數(shù)轉(zhuǎn)換，其缺點是轉(zhuǎn)換效率低、功耗大、換算復雜、抗電磁干擾能力差，不便于進行數(shù)字信號處理。而石英晶體溫度傳感器是一種輸出信號為頻率的數(shù)字式傳感器，具有靈敏度高、長期穩(wěn)定性好、動態(tài)范圍寬、

2、互換性好，易與數(shù)字系統(tǒng)兼容等特點。其頻率輸出信號不必經(jīng)過N/D轉(zhuǎn)換器就可以與計算機連接，組成高精度的測量控制系統(tǒng)，因此已經(jīng)成為微傳感器領域重要的研究對象。 傳統(tǒng)的溫度傳感器測控系統(tǒng)都是以單片機為核心來設計的，其缺點是測頻速度慢，易受外界條件的影響，可靠性差，功耗高。對此，本文引入SOPC技術，把SOPC技術和石英音叉溫度傳感器結(jié)合起來，設計一種高性能的數(shù)字化智能傳感系統(tǒng)。在設計中，將系統(tǒng)所需要的功能模塊集成到一片F(xiàn)PGA芯片上，

3、構(gòu)建了一個可編程的片上系統(tǒng)。這種設計提高了處理速度，具有靈活的設計方式，可裁減、可擴充、可升級，并具備軟硬件在線可編程功能。 首先，論文對石英音叉溫度傳感器和SOPC技術的國內(nèi)外現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢進行分析，并分析了石英音叉溫度傳感器的工作原理，介紹了SOPC及其相關技術。其次，對該測試系統(tǒng)的軟硬件設計進行了詳細地介紹。硬件設計包括頻率測量模塊的設計和整個硬件系統(tǒng)的搭建，通過采用Verilog HDL語言來實現(xiàn)頻率測量模塊的設計，并使