4、系統總體流程和結果測試

系統上電后，STM32和FPGA首先進行硬件初始化，其中FPGA通過PS的方式完成配置。STM32啟動定時器產生定時中斷，在中斷響應中，發送開始采集命令，進而啟動FPGA內部邏輯電路進行信號采集控制和數據緩存，在采集結束后，STM32響應FPGA發出的結束中斷請求、讀取數據、處理數據并將處理后的結果打包發送至上位機，最后，上位機接收數據并顯示結果。系統工作流程如下圖7所示。

圖7 ?數據采集系統流程

STM32F417通過網口將結果發送至上位機，其以太網通信是基于LｗIP協議棧，利用改進后的UDP協議，實現數據實時可靠的傳輸。PC上位機則通過C＋＋BULIDER平臺上的TNMUDP控件完成數據的接收。采集系統在實際實驗中，控制MAX196完成6個通道采集的時間為約40μS，加上讀取、處理、傳輸和顯示的時間，系統可在50μS內完成全部采集和處理，設置定時器TIM1，使其50μS中斷一次，并在中斷響應中再次發送采集命令，實現精確時間間隔的連續采集。

通過信號發生器，產生50Hｚ的正弦波，連續采集波形如圖8所示。

圖8 ?50Hｚ正弦信號采集

模擬通道和數字信號端口分別對給定值連續測試5000次，統計結果的誤差和誤碼率見表1。

表1 ?測試誤差統計

測試的結果表明，模擬通道測量誤差在10MV之內，數字信號端誤碼率為0，系統采集精度滿足設計要求。

5、結束語

本系統很好地結合了STM32微控制器和FPGA可編程器件兩者的長處，利用STM32硬件中的FSMC、ETHERNETMAC、定時器等外設功能，以及FPGA靈活的邏輯可操控性，解決了系統接口設計、時序控制、組網傳輸等復雜問題，實現了火控系統信息多通道、多類型信號的實時采集，保證了精度高、傳輸快，實時處理的采集要求，為后續應用打下了良好的基礎。同時，簡化系統硬件設計，縮小了系統體積和開發周期，具有極高的性價比。本系統還保留了很大的靈活性，可輕松進行二次開發，組合架構可應用于不同的信號采集領域，有廣闊的應用前景和參考價值。