【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及信号采集，尤其涉及一种基于fpga的压敏阵列信号采集系统。
技术介绍
1、压敏阵列是一种由多个压敏单元组成的传感器，可以检测到表面上的压力分布。压敏阵列的信号采集系统是指将压敏阵列的输出信号转换为数字信号，并进行处理和分析的系统。压敏阵列的信号采集系统的性能主要取决于其采样速度，采样精度和功耗。
2、现有技术中的压敏阵列信号采集系统一般是基于单片机的压敏信号采集系统，将采集后的信号发送给单片机进行分析和处理，从而获取当前压力情况，完成压力分析。
3、但是，现有技术中的压敏阵列信号采集系统受限于单片机本身的运算速度和外围电路的问题，容易导致压敏阵列信号采集系统的采集速度慢，灵活性差，功耗高的问题。
技术实现思路
1、有鉴于此，有必要提供一种基于fpga的压敏阵列信号采集系统，用以解决压敏阵列信号采集系统受限于单片机本身的运算速度和外围电路，容易导致压敏阵列信号采集系统的采集速度慢，灵活性差，功耗高的问题。
2、为了解决上述问题，本专利技术提供一种基于fpga的压敏阵列信号采集系统，包括：依次电连接的压敏阵列传感器采集模块、fpga控制模块以及信号输出显示模块；
3、压敏阵列传感器采集模块用于采集表面压力传感数据，并将表面压力传感数据发送至fpga控制模块；
4、fpga控制模块用于根据预选的采集时序信号控制压敏阵列传感器采集模块的采集速率，并对表面压力传感数据进行分析得到表面压力状况；
5、信号输出
6、在一些可能的实现方式中，fpga控制模块包括：分频器子模块、i2c通讯子模块、信号发生器子模块、uart通讯和控制子模块以及节能控制子模块；
7、分频器子模块用于将输入时钟进行分频处理得到不同频率的时钟信号；
8、i2c通讯子模块用于建立压敏阵列传感器采集模块与fpga控制模块之间的通讯；
9、信号发生器子模块用于根据压敏阵列传感器采集模块输出扫描选通信号；
10、uart通讯和控制子模块用于在i2c通讯模块读取完数据后发送若干个数据帧；
11、节能控制子模块用于在表面压力传感数据未超过预设阈值时进入低功耗模式降低采集时钟频率。
12、在一种可能的实现方式中，i2c通讯子模块根据不同频率的时钟信号调节压敏阵列传感器采集模块的信号扫描读取速度；将i2c通讯子模块封装成ip核形式用于调用。
13、在一种可能的实现方式中，信号发生器子模块控制uart通讯和控制子模块以设定速度进行数据发送；将信号发生器子模块封装成ip核形式用于调用。
14、在一种可能的实现方式中，uart通讯和控制子模块包括uart控制单元和uart发送单元；
15、uart控制单元用于在i2c通讯模块读取完数据后向uart发送单元发送允许发送信号；
16、uart发送单元用于在接收允许发送信号后将i2c通讯子模块发送的电平信号打包得到若干个数据帧。
17、在一种可能的实现方式中，节能控制子模块包括唤醒模式，唤醒模式用于在低功耗模式下读取的表面压力传感数据超过预设阈值时自动唤醒提高采集时钟频率。
18、在一种可能的实现方式中，压敏阵列传感器采集模块包括阵列分布式压力传感器和adc转换芯片；
19、阵列分布式压力传感器用于根据表面压力采集表面压力信号；
20、adc转换芯片将表面压力信号转换为表面压力传感数据。
21、在一种可能的实现方式中，阵列分布式压力传感器包含多个压敏电阻单元以及多个行列选通引脚。
22、在一种可能的实现方式中，adc转换芯片的scl端口和sda端口与fpga控制模块连接。
23、在一种可能的实现方式中，adc转换芯片的数量与行列选通引脚的数量相对应。
24、本专利技术的有益效果是：本专利技术提供的一种基于fpga的压敏阵列信号采集系统，通过fpga控制模块代替单片机，可以控制压敏阵列传感器采集模块的采集速率，并可以对表面压力传感数据进行分析得到表面压力状况，避免了由于单片机本身的运算速度和外围电路而导致的压敏阵列信号采集系统的采集速度慢，灵活性差，功耗高的问题。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种基于FPGA的压敏阵列信号采集系统，其特征在于，包括：依次电连接的压敏阵列传感器采集模块、FPGA控制模块以及信号输出显示模块；
2.根据权利要求1所述的基于FPGA的压敏阵列信号采集系统，其特征在于，所述FPGA控制模块包括：分频器子模块、I2C通讯子模块、信号发生器子模块、UART通讯和控制子模块以及节能控制子模块；
3.根据权利要求2所述的基于FPGA的压敏阵列信号采集系统，其特征在于，所述I2C通讯子模块根据所述不同频率的时钟信号调节所述压敏阵列传感器采集模块的信号扫描读取速度；将所述I2C通讯子模块封装成IP核形式用于调用。
4.根据权利要求2所述的基于FPGA的压敏阵列信号采集系统，其特征在于，所述信号发生器子模块控制所述UART通讯和控制子模块以设定速度进行数据发送；将所述信号发生器子模块封装成IP核形式用于调用。
5.根据权利要求2所述的基于FPGA的压敏阵列信号采集系统，其特征在于，所述UART通讯和控制子模块包括UART控制单元和UART发送单元；
6.根据权利要求2所述的基于FPGA的压敏阵
7.根据权利要求1所述的基于FPGA的压敏阵列信号采集系统，其特征在于，所述压敏阵列传感器采集模块包括阵列分布式压力传感器和ADC转换芯片；
8.根据权利要求7所述的基于FPGA的压敏阵列信号采集系统，其特征在于，所述阵列分布式压力传感器包含多个压敏电阻单元以及多个行列选通引脚。
9.根据权利要求7所述的基于FPGA的压敏阵列信号采集系统，其特征在于，所述ADC转换芯片的SCL端口和SDA端口与FPGA控制模块连接。
10.根据权利要求8所述的基于FPGA的压敏阵列信号采集系统，其特征在于，所述ADC转换芯片的数量与所述行列选通引脚的数量相对应。
...【技术特征摘要】
1.一种基于fpga的压敏阵列信号采集系统，其特征在于，包括：依次电连接的压敏阵列传感器采集模块、fpga控制模块以及信号输出显示模块；
2.根据权利要求1所述的基于fpga的压敏阵列信号采集系统，其特征在于，所述fpga控制模块包括：分频器子模块、i2c通讯子模块、信号发生器子模块、uart通讯和控制子模块以及节能控制子模块；
3.根据权利要求2所述的基于fpga的压敏阵列信号采集系统，其特征在于，所述i2c通讯子模块根据所述不同频率的时钟信号调节所述压敏阵列传感器采集模块的信号扫描读取速度；将所述i2c通讯子模块封装成ip核形式用于调用。
4.根据权利要求2所述的基于fpga的压敏阵列信号采集系统，其特征在于，所述信号发生器子模块控制所述uart通讯和控制子模块以设定速度进行数据发送；将所述信号发生器子模块封装成ip核形式用于调用。
5.根据权利要求2所述的基于fpga的压敏阵列信号采集系统，其特征在于，所述uart...
【专利技术属性】
技术研发人员：范金虎，陈本源，姚育成，李劲，
申请(专利权)人：湖北工业大学，
类型：发明
国别省市：
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