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数据接收电路就是要在正确的时序上将所需的数据进行提取,还要实现将电路工作状态传送回总线,以便总线决定是否发送下组数据的功能。由于PC104总线最高支持约8 MHz的时钟频率,而受控设备所需的2FSK信号频率为几千赫兹,因此这里只用8位数据总线就完全能够满足要求。
总线接收电路如图2所示。其中SD0~SD9,SA0~SA9是从总线发来的数据、地址信号,SEL0~SEL3为分路选择信号, ANSWER0~ANSWER3为FPGA的状态返回信号,由于总线速度要比2FSK输出速度高得多,因此,总线要对FPGA数据缓存器是否为空进行查询,当FPGA没有完成数据转换时,总线要等下个周期,直到状态返回信号显示FPGA内部为空时,总线才可以发送下组数据到FPGA。74LS273负责将每路的数据分别进行锁存,4路数据共使用4个。OUT1D0~D7为第一路8位数据输出,LOCK0为其控制信号,表示数据的更新。
3 FPGA及其外围电路
FPGA具有集成度高、设计灵活、易于修改、节省空间、通用性高等优点。本调制器中FPGA采用的是Altera公司的EPF10K20TC144-4器件,该器件具有20 000个典型门,1 153个逻辑单元,144引脚,包括2个全局输入时钟,4个全局输入,86个通用可编程I/O引脚。该芯片采用TQFP封装,芯片面积较小,功耗低,其输入、输出与TTL,与PC104总线电平完全兼容。FPGA电路主要实现的功能为:接收数据提取电路发送的分路数据;以总线上的SYSCLK时钟为基准,通过分频产生受控设备能识别的频率;为每路输出进行2FSK的数字调制,保证信号的连续性;完成本身的FPGA电路配置。