基于FPGA的电路板光板测试机硬件设计与样机研制

摘要

本文提出一种基于PC104嵌入式工业控制计算机与现场可编程门阵列(FPGA)的PCB测试机的硬件控制系统设计方案。方案中设计高效高压控制电路，实现测试电压与测试电流的精确数字控制。选用双高压电子开关形式代替高压模拟电子开关，大幅度提高测试电压。采用多电源方式在低控制电压下实现对高压电子开关的控制。设计高速信号处理电路对测试信号进行处理，从硬件上提高系统测试速度。　　本设计中选用Altera公司的现场可编程器(FPGA)EP1K50，利用EDA设计工具Synplify、Modelsim、QuartusⅡ以及Verilog硬件描述语言完成了控制系统的硬件设计及调试，解决了由常规电路难以实现的问题。

目录

文摘

英文文摘

第1章绪论

1.1 PCB测试机系统概述

1.2研究的目的与意义

1.3国内外研究现状、水平及存在的问题

1.4课题研究的主要内容

1.5课题来源

第2章系统总体设计

2.1需求分析

2.2功能规划

2.3本设计方案优点

2.4设计原则

第3章系统硬件电路设计

3.1 PCB测试原理

3.2系统硬件总体设计

3.3测试系统电源设计

3.4 FPGA及其硬件电路设计

3.4.1 FPGA简介

3.4.2 FPGA配置方式

3.4.3 FPGA的I/O口及设置

3.5 PC104与FPGA接口

3.5.1 PC104系统总线简介

3.5.2 PC104与FPGA接口电路

3.5.3端口地址分配

3.6 A/D、D/A转换电路

3.7信号处理电路

3.7.1导通测试原理电路

3.7.2绝缘测试原理电路

3.8开关控制电路

3.9电路板设计及布局

第4章FPGA软件设计与仿真

4.1 FPGA软件设计方法

4.1.1设计原则

4.1.2阻塞与非阻塞赋值

4.2测试系统功能模块设计

4.3通信控制模块

4.3.1通信控制模块设计

4.3.2多进程问数据同步

4.3.3通信控制模块仿真

4.4测试控制模块

4.4.1测试流程分析

4.4.2测试控制模块设计

4.4.2测试控制模块仿真

4.5 A/D、D/A控制模块

4.5.1 TLC2543简介及操作时序

4.5.2 TLV5618简介及操作时序

4.5.3A/D、D/A模块设计

4.5.4 A/D、D/A模块仿真

4.6 RAM控制模块

4.6.1 LPM_RAM_DQ模块设计

4.6.2 RAM控制模块设计

4.7解码电路模块

4.8 FPGA程序框架

第5章系统调试、结论与展望

5.1系统抗干扰措施

5.2系统不足及有待改进的地方

5.3结论与展望

5.3.1总结

5.3.2展望

致 谢

参考文献