基于SOPC技術(shù)的FY-3濕度計(jì)數(shù)控單元設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)中期報(bào)告中期報(bào)告前言本中期報(bào)告基于SOPC（系統(tǒng)單片機(jī)）技術(shù)，介紹了FY-3衛(wèi)星濕度計(jì)控制單元的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。該單元主要負(fù)責(zé)控制濕度計(jì)的工作，包括采集數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)、存儲(chǔ)數(shù)據(jù)等功能。本報(bào)告主要介紹了項(xiàng)目的需求分析、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)過(guò)程和測(cè)試結(jié)果。需求分析基于FY-3衛(wèi)星上的濕度計(jì)，設(shè)計(jì)一個(gè)控制單元，達(dá)到以下要求：1.可以在一定范圍內(nèi)精確采集濕度計(jì)數(shù)據(jù)。2.采集的數(shù)據(jù)能夠進(jìn)行實(shí)時(shí)處理和存儲(chǔ)。3.可以進(jìn)行簡(jiǎn)單的軟件控制操作。系統(tǒng)設(shè)計(jì)本控制單元采用SOPC（系統(tǒng)單片機(jī)）技術(shù)，將整個(gè)系統(tǒng)集成到一個(gè)FPGA芯片中。SOPC是將多個(gè)IP核集成并實(shí)現(xiàn)一定的硬件電路，從而實(shí)現(xiàn)一個(gè)完整的系統(tǒng)的技術(shù)。系統(tǒng)主要包含以下部分：1.時(shí)鐘模塊：通過(guò)輸出時(shí)鐘信號(hào)來(lái)控制系統(tǒng)時(shí)序，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)中各模塊的同步。2.AD模塊：采集濕度計(jì)的電信號(hào)，然后經(jīng)過(guò)AD轉(zhuǎn)換，得到濕度計(jì)的數(shù)據(jù)并發(fā)送給FPGA進(jìn)行處理。3.硬件處理模塊：負(fù)責(zé)處理濕度計(jì)的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)待測(cè)數(shù)據(jù)的計(jì)算和存儲(chǔ)。4.存儲(chǔ)模塊：將處理的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在FPGA內(nèi)部存儲(chǔ)器中，以便后續(xù)的使用。5.控制模塊：負(fù)責(zé)控制系統(tǒng)的工作模式和濕度計(jì)的操作，如數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、存儲(chǔ)、復(fù)位等。實(shí)現(xiàn)過(guò)程1.時(shí)鐘模塊時(shí)鐘模塊的設(shè)計(jì)目的是為系統(tǒng)提供穩(wěn)定的時(shí)序信號(hào)，以控制系統(tǒng)的時(shí)序。在設(shè)計(jì)時(shí)鐘模塊時(shí)，需要考慮到采樣時(shí)間的要求，并使時(shí)鐘精度誤差控制在系統(tǒng)可接受的范圍內(nèi)。2.AD模塊的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)采集的過(guò)程中，AD模塊起到關(guān)鍵作用。該模塊負(fù)責(zé)接收濕度計(jì)電信號(hào)并發(fā)送給硬件處理模塊處理。在設(shè)計(jì)中，需要考慮到AD采樣的精度，同時(shí)根據(jù)數(shù)據(jù)量的大小選擇適當(dāng)?shù)腇PGAIO引腳，以確保數(shù)據(jù)傳輸速度滿足系統(tǒng)要求。3.硬件處理模塊硬件處理模塊主要負(fù)責(zé)對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和計(jì)算，并將處理結(jié)果發(fā)送給儲(chǔ)存模塊。在設(shè)計(jì)中，應(yīng)該考慮到硬件設(shè)計(jì)的復(fù)雜性和計(jì)算準(zhǔn)確性之間的平衡。4.存儲(chǔ)模塊存儲(chǔ)模塊主要負(fù)責(zé)將處理后的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在FPGA的內(nèi)部存儲(chǔ)器中，以提供后續(xù)讀寫訪問(wèn)。為了使存儲(chǔ)模塊操作簡(jiǎn)便，應(yīng)該選擇直接使用FPGA內(nèi)置的存儲(chǔ)器單元。5.控制模塊控制模塊是整個(gè)系統(tǒng)的核心，它負(fù)責(zé)控制系統(tǒng)的各個(gè)模塊的操作，同時(shí)也負(fù)責(zé)濕度計(jì)的操作。在設(shè)計(jì)中，應(yīng)該考慮到模塊之間的協(xié)調(diào)和管理，確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。測(cè)試結(jié)果系統(tǒng)測(cè)試采用模擬信號(hào)的方式，包括模擬信號(hào)源和信號(hào)質(zhì)量測(cè)試設(shè)備。系統(tǒng)測(cè)試主要涉及到如下方面：1.采集信號(hào)質(zhì)量要求的測(cè)試，測(cè)試結(jié)果符合設(shè)計(jì)要求；2.數(shù)據(jù)處理測(cè)試，結(jié)果正確無(wú)誤。結(jié)論本項(xiàng)目采用SOPC技術(shù)實(shí)現(xiàn)了基于FY-3衛(wèi)