基于XC2C64A芯片的無線錄井絞車信號檢測電路設(shè)計(jì)

　　在ModelSim XEIII環(huán)境下對絞車檢測頂層整體電路(包括倍頻、鑒相和計(jì)數(shù))的仿真波形圖示于圖5，該波形是絞車傳感器輸出B相波形超前A相波形90°時的仿真結(jié)果。此時，倍頻輸出信號B4OUT與A(或B)信號的頻率成4倍關(guān)系，是計(jì)數(shù)器countud的時鐘輸入信號;鑒相(方向鑒別)輸出信號A_B_DIR=0，即計(jì)數(shù)器的加減控制輸入信號dir=0，計(jì)數(shù)器加法計(jì)數(shù);單片機(jī)提供的數(shù)據(jù)讀取選擇信號SEL=0，選取16位計(jì)數(shù)器的低8位輸出，輸出的8位數(shù)據(jù)正是計(jì)數(shù)器按照四倍頻時鐘信號進(jìn)行加法計(jì)數(shù)的結(jié)果。

　　圖5 B超前A的絞車檢測輸出(倍頻、鑒相和計(jì)數(shù))波形圖

　　在錄井現(xiàn)場，使絞車傳感器快速轉(zhuǎn)動產(chǎn)生脈沖，經(jīng)過電路處理后，傳輸?shù)街骺貎x器房的工控機(jī)。在設(shè)計(jì)中考慮現(xiàn)場應(yīng)用情況，采集到的脈沖計(jì)數(shù)值是在一個初始值N的基礎(chǔ)上變化的(此處常使用30000，即0x7530)，正轉(zhuǎn)/反轉(zhuǎn)變化脈沖數(shù)在此基礎(chǔ)上做加/減運(yùn)算。絞車傳感器轉(zhuǎn)動一圈產(chǎn)生48個脈沖數(shù)，現(xiàn)場試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析表明，檢測電路對絞車轉(zhuǎn)動圈數(shù)的測量非常準(zhǔn)確，誤差僅是0.01%。

　　結(jié)語

　　采用一片XC2C64A-7VC44I器件(64個宏單元，33個I/O口，工業(yè)級–40°C to +85°C)設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了無線錄井絞車信號的檢測電路，完成了絞車信號的四倍頻、鑒相和16位二進(jìn)制加減計(jì)數(shù)以及與MCU數(shù)據(jù)讀取接口等綜合功能。錄井生產(chǎn)實(shí)際應(yīng)用表明，該設(shè)計(jì)簡化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，降低了系統(tǒng)功耗，從而提高了系統(tǒng)整體性能，在無線錄井?dāng)?shù)據(jù)采集與傳輸系統(tǒng)中，應(yīng)用效果很好。

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