FPGA alapú adatgyűjtő hardver kísérleti tervezése

OData támogatás
Konzulens:
Dr. Hosszú Gábor
Elektronikus Eszközök Tanszéke

A diplomamunkám során meghatároztam a tervezendő adatgyűjtő egység alapvető funkcióit, majd ezen működésnek megfelelően elkezdtem az egyes tervezési fázisokat megvalósítani.

Az adatgyűjtő egység egy olyan berendezés, amely működése közben képes a rá csatlakoztatott elektromos jelek fogadására és egy számítógépes egység felé történő továbbításra.

A tervezést megelőzően megvizsgáltam az iparban használt érzékelő és beavatkozó egységeket, és ezen vizsgálatok alapján meghatároztam az adatgyűjtő egység jellemző csatlakozási és működésbeli paramétereit. Továbbá készítettem egy tesztáramkört, amely segítségével az adatbevitelre, kezelésre alkalmas kijelző-billentyűzet egység alapfunkciót tudtam ellenőrizni. A tesztáramkör segítségével a billentyűzet és a kijelző működését megismertem és ezen ismeretek alapján a kapcsolási rajz tervezését kezdhettem el.

Az adatgyűjtő egység két egységből áll. Az első az FPGA-s egység, amely a külső perifériák csatlakozását teszi lehetővé illesztéseken keresztül. Ezen részegység a bejövő és a kimeneti jeleket a programban leírtak alapján kezeli, továbbá RS-232 kommunikáción keresztül a számítógéphez csatlakozik. A másik részegység a mikrokontrolleres egység, amely a billentyűzetet, illetve a kijelző-modul-t kezeli. A kijelző a megjelenítésért, a billentyűzet pedig az adatbevitelért felelős. A két részegység közötti kapcsolatot SPI kommunikáción keresztül valósítottam meg.

Az adatgyűjtő alapvető funkcióit szem előtt tartva megterveztem az FPGA és a mikrokontrolleres egység elvi kapcsolási rajzát. Az elvi kapcsolási rajz alapján elkészítettem a két részegység áramköri rajzát. A NYÁK gyártását követően a modulokat beültettem és a szükséges tesztelések elvégeztem. Ezt követően az FPGA és a mikrokontroller programozását sikeresen megvalósítottam. A berendezés az elvártaknak megfelelően működött, a bejövő jelek megjelentek a kijelző egységen és a számítógépen, a kimenetet pedig a kívánt módon lehetett állítani, így megállapítottam, hogy a munkám során sikeresen megterveztem és megépítettem az adatgyűjtő egységet.

A tervezés során megismerkedtem az iparban alkalmazott érzékelőkkel, tervező rendszerekkel. A beüzemelés során áramkörépítési gyakorlatot szerezetem. A rendszer működését FPGA és mikrokontroller program vezérli, így ezen programozásokat elvégeztem, ezzel kapcsolatban sok ismeretet és gyakorlatot szereztem.

Letölthető fájlok

A témához tartozó fájlokat csak bejelentkezett felhasználók tölthetik le.