差别

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--- ext_sensor [2018/12/17 18:50]
group003
+++ ext_sensor [2019/04/03 10:40] (当前版本)
gongyu
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 <WRAP center 15%>**传感器及点阵LED显示功能模块板载资源** </WRAP>\\
-===== 器件选择 =====
+===== 硬件资源介绍 =====
-==== 总览 ====
+==== 结构框图 ====
+{{::sensorboard硬件资源介绍1.png?480|}}\\
+====器件选型====
 |              ^ 型号         ^ 厂商                               ^ 封装                                    ^
 ^ 环境光传感器 | BH1750FVI-TR | RHOM Semiconductor                 | WSOF6I                                 |
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 ^ 陀螺仪       | MPU-6050     | InvenSense                        | QFN24                                  |
 ^ 比较器       | LM393DR      | Texas Instruments                 | SOP8                                   |
+==== 接口 ====
+该模块与FPGA使用PCIE接口连接，这里只使用PCIE的物理接口与协议无关。\\
+{{::sensorboard硬件资源介绍2.png?300|}}\\
+==== 温度传感器 ====
+温度传感器选用了Dallas半导体的DS18B20Z，是一个单总线、12位进度的数字式温度传感器，输入电压为3.0V~5.5V，比较灵活，工作温度可在-55摄氏度~125摄氏度之间，可满足我们日常使用的需求，DS18B20有直插和SOIC贴片两个封装，这里选用8pin SOIC。\\
+{{::sensorboard硬件资源介绍3.png?260|}}{{::sensorboard硬件资源介绍4.png?380|}}\\
 ==== 环境光传感器 ====
-{{:bh1750效果图.png?200|}}\\
 环境光传感器选用了RHOM的BH1750FVI，是一个I2C接口的16位高精度数字式环境光传感器，无需外部接ADC进行采集，另外其功耗很低，被广泛的应用在诸如数码相机，手机等数码产品上。\\
+{{::sensorboard硬件资源介绍5.png?200|}}{{::sensorboard硬件资源介绍6.png?300|}}\\
-==== 温度传感器 ====
-{{::ds18b20z实物图.png?200|}}\\
-温度传感器选用了Dallas半导体的DS18B20Z，是一个单总线、12位进度的数字式温度传感器，输入电压为3.0V~5.5V，比较灵活，工作温度可在-55摄氏度~125摄氏度之间，可满足我们日常使用的需求。\\
 ==== 姿态传感器 ====
-{{::mpu6050效果图.png?200|}}\\
+姿态传感器选用了Invensense的MPU6050，是一个I2C接口的9轴运动处理传感器，集成了3轴陀螺仪和3轴加速度计，以及一个可扩展的数字运动处理器，广泛应用在机器人，无人机，平衡车等产品中。\\
-姿态传感器选用了Invensense的MPU6050，是一个I2C接口的6轴重力加速度计，封装采用QFN24贴片封装，可满足使用需求。
+{{::sensorboard硬件资源介绍7.png?200|}}{{::sensorboard硬件资源介绍8.png?380|}}\\
 ==== 红外传感器 ====
-{{::itr9909实物图.png?200|}}\\
+红外传感器采用了台湾亿光电子的ITR9909，是集成了红外发射管与接收管为一体的红外传感器，并且我们使用了TI的LM393电压比较器进行结果输出，保证了距离判定的稳定性。\\
-红外传感器采用了台湾亿光电子的ITR9909，是集成了红外发射管与接收管为一体的红外传感器，并且我们使用了TI的LM393电压比较器进行结果输出，保证了距离判定的稳定性。
+{{::sensorboard硬件资源介绍9.png?300|}}{{::sensorboard硬件资源介绍10.png?380|}}\\
+==== LED点阵 ====
+LED点阵由于小脚丫STEP FPGA的管脚充足，可直接连接在管脚上，便于进行驱动。板上集成16*8共128个LED，组成的LED阵列。\\
+{{::sensorboard硬件资源介绍11.png?500|}}\\
 ==== FLASH ====
-{{::flash实物图.png?200|}}\\
+板上集成了一个串行Flash W25Q64，容量64Mbit，SPI接口。\\
-红外对管采用了华邦电子(winbond)的W25Q64BVFIG，是一个SPI接口的FLASH存储器。
+{{::sensorboard硬件资源介绍12.png?400|}}\\
+===== 管脚对应表 =====
-==== LED点阵 ====
+{{::sensorboard管脚对应表.png?400|}}\\
-LED点阵由于小脚丫STEP FPGA的管脚充足，可直接连接在管脚上，便于进行驱动。
+===== 使用示例 =====
-===== 使用实例 =====
+==== 功能需求描述 ====
-==== 功能需求 ====
   * 利用陀螺仪MPU6050实现数字水平仪：在LED点阵上显示一个“小球”，当板卡为水平时，“小球”在板卡中心不动，当板卡倾斜时，小球向对应方向进行移动；
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   * 利用FLASH存储芯片W25Q64实现存储图片，并将图片在点阵上进行显示；
   * 利用红外对管完成距离检测，亦可实现“手势开关”等功能。
-==== FPGA逻辑实现 ====
+### 相关知识
-对于STEP Sensor板卡，其结构为模块式，故调试也是分模块进行：
+  * [[温度传感器模块|FPGA驱动温度传感器DS18B20举例]]
+  * {{:单总线温度传感器驱动.pdf|DS18B20驱动说明}} \\
+  * {{:thermometer_step_max10.rar|温度采集和显示demo}} \\
+  * {{:环境光传感器驱动.pdf|环境光传感器驱动说明}} \\
+  * {{:ambient_light_step_max10.rar|环境光采集和显示demo}} \\
+  * [[智能接近系统设计|FPGA驱动I2C总线设备举例]] \\
+  * [[简易电压表设计|FPGA驱动SPI总线设备举例]] \\
+### FPGA逻辑实现
+对于STEP Sensor板卡，其结构为模块式，故调试也是分模块进行：\\
 模块1：bh1750fvi代码设计
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   * 第二步（process data）：取二进制数据前5位数据判断正负号；并取后面的11位数据，进行二进制转十进制bcd码的转换。
   * 第三步（display data）：将处理后的数据以两种形式显示出来。分别将当前的温度显示到小脚丫核心板卡上两位数码管上和LED点阵上。
-==== 演示程序====
+### 演示程序
 我们提供了两个演示程序，功能包括BH1750亮度采集，DS18B20温度采集和LED的扫描显示。\\
 程序分Lattice MXO2和Intel MAX10两个版本，请根据使用的FPGA型号选择。\\
 Lattice MXO2版本：{{::sensorcard-step_mxo2.rar|}} \\
 Intel MAX10版本：{{::sensorcard-step_max10.rar|}} \\
 ==== 温度采集模块 ====
 通过与DS18B20Z建立通讯，并利用LED点阵进行显示，验证了DS18B20Z与点阵模块的电路是可以正常工作的。\\
 {{ ::sensor_温度采集.jpg?500 |}}
-<WRAP center 12%>**STEP Sensor Card实现温度采集** </WRAP>
+<WRAP centeralign>**STEP Sensor Card实现温度采集** </WRAP>
 ==== 环境光模块 ====
 通过与BH1750FVI进行通讯，将环境光的数据采集回来，并按照亮度等级，对RGB_LED灯光亮度进行控制，说明环境光传感器可正常工作。
 {{ ::sensor环境光暗.jpg?500 |}}
-<WRAP center 12%>**亮度等级为00，环境光暗** </WRAP>
+<WRAP centeralign>**亮度等级为00，环境光暗** </WRAP>
 {{ ::sensor环境光亮.jpg?500 |}}
-<WRAP center 12%>**亮度等级为63，环境光亮** </WRAP>
+<WRAP centeralign>**亮度等级为63，环境光亮** </WRAP>
-==== 红外传感器模块 ====
+### 红外传感器模块
 红外对管的驱动比较简单，调试结果为可通过距离控制将红外对管作为开关使用。
 姿态传感器:可与MPU6050建立通讯并读取其发送回的数据。
 ===== 相关文档 =====
-Sensor Card 用户使用手册：{{::sensor_board使用手册v1.0.pdf|}}\\
+  * Sensor Card 用户使用手册：{{::sensor_board使用手册v1.0.pdf|}}\\
-Sensor Card 硬件手册：{{::sensor_board用户硬件手册.pdf|}}\\
+  * Sensor Card 硬件手册：{{::sensor_board用户硬件手册.pdf|}}\\
-STEP Sensor Card原理图：{{::sensor_expandboard_v1.1.pdf|}}\\
+  * STEP Sensor Card原理图：{{::sensor_expandboard_v1.1.pdf|}}\\
-STEP Sensor PCB:{{::step_sensor_card_v1.1.rar|}}\\
+  * STEP Sensor PCB:{{::step_sensor_card_v1.1.rar|}}\\
-STEP PCIE Card尺寸图：{{:step_pcie_card_.pdf|}}\\
+  * STEP PCIE Card尺寸图：{{:step_pcie_card_.pdf|}}\\
-器件数据手册：
-  * 陀螺仪MPU6050数据手册：{{::ps-mpu-6000a.pdf|}}\\
+  * 器件数据手册：
-  * 温度传感器DS18B20Z数据手册：{{::ds18b20.pdf|}}\\
+    * 陀螺仪MPU6050数据手册：{{::ps-mpu-6000a.pdf|}}\\
-  * 红外对管ITR9909数据手册：{{:itr9909.pdf|}}\\
+    * 温度传感器DS18B20Z数据手册：{{::ds18b20.pdf|}}\\
-  * 电压比较器LM393D数据手册：{{::lm393d.pdf|}}\\
+    * 红外对管ITR9909数据手册：{{:itr9909.pdf|}}\\
-  * 环境光传感器BH1750FVI数据手册：{{:bh1750hvi.pdf|}}\\
+    * 电压比较器LM393D数据手册：{{::lm393d.pdf|}}\\
-  * FLASH W25Q64数据手册：{{::w25q64.pdf|}}\\
+    * 环境光传感器BH1750FVI数据手册：{{:bh1750hvi.pdf|}}\\
+    * FLASH W25Q64数据手册：{{::w25q64.pdf|}}\\