基于FPGA+STM32的多功能压电陶瓷控制系统

作     者：吕才玉 许洋 李学华 邱国星 黄强原 LÜCaiyu;XU Yang;LI Xuehua;QIU Guoxing;HUANG Qiangyuan

作者机构：成都信息工程大学电子工程学院四川成都610225 成都远望科技有限责任公司四川成都610101 

出 版 物：《现代电子技术》 (Modern Electronics Technique)

年 卷 期：2024年第47卷第18期

页      面：107-113页

学科分类：080903[工学-微电子学与固体电子学] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 0835[工学-软件工程] 081202[工学-计算机软件与理论] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

基　　金：四川省自然科学基金项目(2022NSFSC0214) 

主　　题：压电陶瓷控制系统 FPGA STM32 光纤通信 网络通信 FSMC总线 环境数据采集 

摘      要：针对微位移压电陶瓷控制系统数据传输方式单一、通道少、可靠性低等缺点,设计一种FPGA+STM32的多功能压电陶瓷控制系统。该系统以光纤为主通信方案,网络+FSMC总线为备通信方案;并以Artix7系列FPGA芯片为主控芯片,负责接收4路光纤与FSMC总线传输的数据和命令,并行控制19片16通道的DAC81416数/模转换,实现304通道的模拟电压输出,而STM32负责网络与FSMC总线的数据传输控制;同时,采用桥式电路+差分放大电路+模/数转换器的电路设计与温湿度传感器相结合的方式采集环境数据,并通过RS 422接口实现25 Hz频率回传。此外,预留RS 485接口,可控制外部环境测量装置,完成更多环境数据的采集。目前,该系统已成功应用于某光学系统的压电陶瓷位移控制中。测试结果表明,整个系统工作稳定,两种通信方式均可实现高速数据传输,通过配置可实现304通道-5~5 V的模拟电压实时输出,环境数据能按照25 Hz频率实时刷新显示。