基于FPGA的電容屏電流電壓數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計.pdf

1、隨著智能手機(jī)、相機(jī)等多媒體設(shè)備的普及，人們的生活發(fā)生了翻天覆地的變化，而大多數(shù)多媒體設(shè)備的屏幕是采用的電容式觸摸屏。本論文基于觸屏生產(chǎn)廠商工業(yè)級在線測量的應(yīng)用需求，為了檢測電容屏是否良品，設(shè)計了對電容屏電流電壓信號的采樣與處理系統(tǒng)，最終得到項(xiàng)目所需的電容屏的電流電壓數(shù)據(jù)。
　　本文采用基于FPGA(Field Programmable Gate Array)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的構(gòu)成。FPGA技術(shù)的高速發(fā)展，使得FPGA在信號采集方面的

2、優(yōu)勢也愈加凸顯。新型的FPGA一般都集成了DSP(Digital Signal Processing)模塊，再加上FPGA在并行信號處理方面優(yōu)良的表現(xiàn)，使得基于FPGA的信號采集系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)完全成為可能。
　　本文是對基于FPGA的電容屏電流電壓數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計。系統(tǒng)主要分為三個部分:
　　1、矩陣選通。本文中電容屏由一個256*256的矩陣構(gòu)成，通過FPGA與模擬開關(guān)的組合，達(dá)到了對256*256矩陣上任意一點(diǎn)的選通，被選

3、通的點(diǎn)輸出電流電壓模擬信號。
　　2、電流電壓信號的采樣與處理。這部分主要包括信號采樣控制模塊、濾波模塊和算法模塊。采樣控制模塊控制A/D轉(zhuǎn)換器將被選通的矩陣點(diǎn)輸出的電流電壓模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，并將采集到的數(shù)據(jù)存入FIFO(First Input First Output)緩沖。濾波模塊對FIFO中的數(shù)據(jù)進(jìn)行平滑濾波處理，濾波后的數(shù)據(jù)存入FPGA內(nèi)部的RAM當(dāng)中。算法模塊將RAM(Random Access Memory)中的

4、數(shù)據(jù)進(jìn)行“逐差法”處理，將結(jié)果輸出給MCU(Micro Control Unit)。
　　3、MCU和FPGA的通信。本文中采用的MCU是STM32F205，MCU對FPGA發(fā)布指令并且可以直接讀取處理完的數(shù)據(jù)。本文采用MCU自帶的FSMC(FlexibleStatic Memory Controller)接口并行傳輸，完成MCU讀寫FP GA內(nèi)部的特殊寄存器和RAM。
　　本文完成了系統(tǒng)的各部分軟硬件設(shè)計，使用VERILO