Actel数模结合FPGA的远程控制器设计

　　扩展PCF8563实时时钟芯片，用于获取准确时间用于时间的显示。PCF8563是Philips公司推出的一款工业级、内含I2C总线接口功能、具有极低功耗的多功能时钟／日历芯片。工作电流为O．25μA，采用O．1F电容供电；断电情况下，仍可正常工作10～13天。

　　(5)串行E2PROM AT240256

　　AT24C256是串行I2C总线的一款E2PROM，存储空间为32 KB，主要用于报警参数、密码、红外代码以及相关产品信息的存储。

　　3．2 电话模块CR6269A

　　CR6269A电话模块可实现自动电话应用所需的全部功能：电话接口、摘机电路、振铃识别、FSK来电号码接收、电话信号音识别、DTMF收发、多段数码语音、多和弦音乐和铃声、免提扩音、用户语音输入和电话语音输出、2路遥控驱动输出。所有硬件的底层控制均由模块内MCU完成，用户通过一标准RS232接口完成指令和数据通信，功能强大且应用非常简便，只需接入5V电源、电话线、串口线即可使用。

　　3．3 网络模块ZNT一100T

　　ZNT一100T网络模块是周立功公司开发的一款嵌入式网络模块。它内部集成了TCP／IP协议栈、10M以太网接口，串口TTL电平方式，波特率为300～115 200 bps，提供5个可控制I／O，可通过网页控制或TCP控制控制端口任意设定。表3为ZNE一100T接口说明。本设计中，利用该模块进行网络控制。

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　　3．4 交流电检测电路

　　本设计，采用DVDI—001电压／电流互感器对交流电的电压、电流进行采样，然后通过精密整流电路进行整流，采用RC滤波，最终变为O～5 V电压进入FPGA的A／D测量端。

　　(1)作为电压互感器使用

　　DVDI—001作电压互感器使用时是一种电流型电压互感器。电压采样电路如图5所示。根据电路的实际情况，将Rr的阻值选为5 kΩ，CO选为O．1μF。因为电流的感应是1：l，所以Rr选为5 kΩ；同时也要注意不要让负载超过互感器的范围。这样，就可以安全地得到所需要的幅值范围。

　　(2)作为电流互感器使用

　　DVDI—001作电流互感器应用时，用户只需在中心孔内穿1匝母线作为输入线圈。电流采样电路如图6所示。由于电流的感应比是3 000：1，所以电路中的负载是很小的，所以根据电路的实际情况将Rr的阻值选为5 kΩ，CO选为0．22μF。这样，就可以安全地得到所需要的幅值范围(0～5 V)。

　　3．5 温度检测

　　数字温度传感器DSl8B20具有与CPU接口方便、直接数字量输出等优点，可提供12位(二进制)温度读数指示器件的温度信息。经过单线接口送入DSl8820或从DSl8B20送出，因此从主机CPU到DSl8820仅需一条线。室内温度检测采用数字温度传感器，其电路如图7所示。

　　4 双核通信

　　系统采用主从式架构，主核发送命令，从核响应，共同完成对外围设备的控制和管理。其中，COREl作为主核，外扩了32 KB的SRAM，主要通过MiniISA总线与外界通信；CORE2作为从核，通过I／O与外部通信。COREl、CORE2在结构上是相对独立的，双核采用仿打印机协议进行通信，二者以I／O口相接(并行数据线8位，控制线2位)。双核通信接口如图8所示，接口引脚定义如表4所列。

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　　系统在每一个核中，都开辟了一个16字节的缓存，用于存储接收到的数据。其发送格式为：

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　　从设备地址如表5所列。

　　5 软件设计

　　5．1 系统主程序流程

　　系统内部具有双核，每个内核单独执行程序。主程序流程如图9所示。

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　　5．2 双核通信流程

　　双核通信采用读忙线发送、中断接收的方式，增强了数据发送的可靠性，如图10所示。

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　　结 语

　　本文利用Actel公司最新Fusion系列数模结合的FPGA实现了远程家电控制，保证了多CPU环境下通信的协调与稳定。本文创新点：采用数模结合的FPGA，内嵌2个8051 IP软核，主核通过扩展MiniISA总线实现数据处理和系统管理，从核直接用于参数的采集和控制，且参数采集所用的A／D转换器均为12位的片内A／D。