SSB-M235

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SSB-M235  本文采用了Xilinx公司spartan3系列的 FPGA，ADI公司的ADXL345三轴重力加速度传感器以及Honeywell公司的HMC5883L三维磁阻传感器，利用了模块化的结构分别对每个单元进行流水线操作.整个系统主要包括：FPGA核心处理模块.硬件电源模块.场景数据处理模块.以太网通讯模块.当物体的方位角和倾斜角发生变化的时候，ADXL345模块和HMC5883L模块会将新的数据存储到FPGA中的FIFO里， 通过以太网以UDP包的方式上传到上位机分析处理.系统中的接口电路主要有ADXL345与FPGA的接口.HMC5883L与FPGA的接口.以太网芯片与FPGA 的接口电路.系统上电以后，FPGA发出的信号包括两个传感器时钟驱动信号，以太网芯片控制信号.FPGA内部的信号包括FIFO控制信号.传感器信号传入的控制信号.系统的工作过程为：FPGA 对各传感器和以太网进行正确的驱动后，传感器开始以一定的频率向FPGA发送数据，当FPGA接收到一次数据后马上将数据存储在FIFO中;同时FIFO 在相应的条件下按照写时钟把数据一次存储好，按照时钟把原来存储的数据发送给以太网芯片;以太网芯片把这些数据封装成UDP包，通过以太网总线上传给上位机; ，上位机在收到有效的数据时，对数据进行分析处理，然后传给三维软件部分使得三维场景中的物体也发生同样的方位角和倾斜角的变化，实现了虚拟现实的功能.

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HMC5883L数据采集模块设计

场景数据模块是整个测量系统的基础部分，也是整个电路工作的必不可少的一个模块.其中包括了测量方位角用的HMC5883L磁阻传感器芯片以及测量倾斜角 的三轴重力加速度传感器ADXL345、HMC5883L是一种表面贴装的高集成模块，并带有数字接口的弱磁传感器芯片，应用于低成本罗盘和磁场检测领域.

HMC5883L的时钟是一系列的I2 C驱动时钟周期.本模块的设计目标在于将三维磁阻传感器芯片HMC5883L良好的驱动并确定时序中数据的传输顺序.目前采用FPGA引脚对相对应的时序进行控制.

HMC5883L传感器固定的时序中完成对数据的采集，采集到的数据是具有特定格式的数字量，需要经过一定算法分析和数据整理才能送往上位机进行操作. FPGA 与HMC5883L的通信采用了I2 C的通信手段，在代码编写的过程中采用了标准速率模式100kHz，在总线规定中，总线的位格式是一个8位数据/地址传送和1位应答位.如图3所示的格式 的时序情况.(点击可查看大图)

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电源单元 IC693PWR330 GE 电源单元 IC693TCM302B GE CPU单元 IC695CPU310 GE CPU单元 IC695ETM001 GE 模拟量输入模块 IC697MDL241 GE 电源单元 IC697PWR710 GE 模拟量输入模块 IC697PWR711 GE CPU单元 IC693CPU323 GE 电源单元 IC693CPU350 GE CPU单元 IC693CPU352 GE CPU单元 IC693CPU374 GE 数字量输入模块 IC693MDL330 GE 数字量输入模块 IC693MDL645 GE 数字量输入模块 IC693MDL654 GE 数字量输出模块 IC693MDL740 GE 数字量输入模块 IC693MDL740C GE 模拟量输入、输出混合模块 IC697CMM742 GE 扩展模块 IC697MDL653 GE 扩展模块 IC697MDL753 GE 可编程终端 IC697VAL328 GE 模拟量输入模块 IC200ALG320 GE CPU单元 IC200CBL001 GE 数字量输入模块 IC200MDL650 GE 数字量输出模块 IC200MDL940 GE 温度控制模块 IC660BBD101