Actel數模結合FPGA的遠程控制器設計
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近年來，隨著人們對生活品質的追求，每個家庭都越來越需要一個集控中心把家庭中的各種家電連接起來，并實現遠程訪問、控制以及自動監測報警功能。網絡技術的發展使這一想法成為了現實，然而大多數管理系統都是基于功能強大的PC機。近幾年，嵌入式技術迅猛發展，逐步開始成熟，盡管無法實現PC機那樣強大的功能，但其低成本、低功耗、體積小等優勢都是PC機無法比擬的，尤其是價格因素，更是一個便于推廣的亮點。因此，嵌入式產品作為控制終端也將有機會成為發展的趨勢。
1 Actel數模結合FPGA介紹
Actel公司的Fusion系列FPGA是基于ProASIC3／E的系列芯片，具有Flash架構的FPGA所有特點，如高安全性、高可靠性、單芯片、上電即行、非易失性、低功耗等；具有4 Mb的用戶可用Flash、1 Kb的內部Flash、108 Kb的RAM；2個PLL最高頻率可達350 MHz；支持多種I／O電平標準，其中差分的I／0標準有LVPECL、LVDS、BLVDS、M―LVDS；具有AES、FlashLock加密技術。另
外，集成了獨特的模擬部分：
◆具有分辨率高達12位、采樣率高達600 ksps、30個輸入通道、2．56 V內部參考源的A／D轉換器；
◆高達30個模擬的輸入I／O，可以承受±12 V輸入電壓，并有10個MOSFET門驅動輸出，驅動能力可調；
◆可實現電壓、溫度、電流檢測；
◆片內集成100 MHz、精度為1％的RC振蕩器；
◆外部可接32 kHz～20 MHz的晶振；
◆具有可編程的實時計數器(RTC)；
◆片內具有1．5 V穩壓源，可提供內核電壓，實現睡眠和待機的低功耗模式。
2 實現原理及系統結構
系統采用Fusion開發平臺為主控器，在片內嵌入8051軟核的方式，對系統進行控制和管理。該系統內部嵌入2個8051軟核，有效地將管理、控制和檢測分開，其兩核之間在內部通過并行I／O通信，使用“仿打印機協議”通信；在一個IP核擴展了MiniISA總線，通過并行總線擴展了32 KB SRAM、LCD接口和82C55接口，實現了打印機控制和紅外遙控接收；通過電話模塊CR6269A和網絡模塊ZNE一100T將電話信息和網絡信息轉成串口數據，對家電進行遠程控制；模擬I2C總線接口擴展了PCF8563實時時鐘芯片、E2PROM存儲器AT24C256芯片以及ZLG7290串行顯示器／鍵盤控制器，以獲取準確的實時時鐘、相關參數，并實現系統信息的存儲、4×4鍵盤動態掃描控制；擴展數字溫度傳感器DSl8820用于對室溫進行測量；在片內擴展了4路A／D，實現對家庭參數(煙霧濃度、燃氣濃度、交流電壓和交流電流)的測量。系統結構框圖如圖1所示。
3 系統硬件設計
3．1 MiniISA總線擴展板
MiniISA總線擴展板主要用于各種并行總線器件及I2C器件的擴展。其中包括：
82C55并行I／O擴展、LCD接口、ZLG7290串行鍵盤／顯示器接口、PCF8563實時時鐘接口、AT24C256接口等。Mi―niISA總線接口如圖2所示。
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