基于正交矢量放大的MRS信号采集模块设计---- 采集模块软件实现

5.3采集模块软件实现

5.3.1单片机软件实现

单片机上电复位后，首先执行初始化程序，然后等待上位机的指令。上位机开始测量之前，会对采集模块设置Lamor频率、采集时间、开采时间等参数。由于采集模块的时序控制全部由CPLD来执行，单片机接收到这些参数之后，会对CPLD进行设置。当上位机发送开始采集指令后，单片机会给CPLD一个内同步信号ISY.而CPLD在内同步信号ISY和主控板传来的外同步信号OSY全部到达后，启动采集时序。开采时间一到，CPLD会按1/4倍Lamor频率的采样率给单片机采集中断信号SY.单片机响应中断后，调用采集子程序，控制AD7656采集信号，并将采集到的数据分类（噪声X分量、噪声Y分量、信号X分量、信号Y分量）存储在FRAM中。采集时间过后，一次发射采集完成，单片机复位内同步信号ISY，然后将FRAM中的数据传送到上位机。软件流程图如图5.1所示。

5.3.2 CPLD软件实现

CPLD的编程是通过Quartus II软件来实现的。Quartus II软件是Altera的综合开发工具，它集成了Altera的FPGA/CPLD开发流程中涉及的所有工具和第三方软件接口。通过使用此综合开发工具，设计者可以创建、组织和管理自己的设计。

本设计中，采取Quartus II软件中的原理图输入方式来实现CPLD的编程。其中同步时序控制部分的设计如图5.2所示。

由单片机产生的内同步信号ISY和系统主控板传来的外同步信号OSY接入CPLD中，经过如图5.2所示的逻辑电路，输出信号START，启动采集时序。CPLD经过时间为开始采集时间TDELAY的延迟后，开始输出单片机采集中断信号SY，通知单片机采集，SY的输出频率为1/4倍Lamor频率。采集时间T_COLLECT一到，CPLD终止采集，通知单片机复位内同步信号ISY.时序示意图如图5.3所示。

T_DELAY、T_COLLECT、f_Lamor等参数都可以由上位机通过单片机来进行设定。参数设定原理图如图5.4所示。

5.3.3上位机主控软件

上位机主控软件采用Visual Basic语言开发J，LMRS系统完全由主控软件进行发射、接收等操作控制，操作界面如图5.5所示。主控软件将采集模块采集到的同相通道的数据I（t）、正交通道的数据Q（t）进行数学运算：

得到信号的包络然后成图显示，波形显示界面如图5.6所示，其中信号波形用蓝色曲线表示，噪声波形用黑色曲线表示。