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ext_sensor [2018/12/17 19:02]
group003
ext_sensor [2019/04/03 10:40] (当前版本)
gongyu
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 ===== 硬件资源介绍 ===== ===== 硬件资源介绍 =====
  
-==== 总览 ​==== +==== 结构框图 ​==== 
-{{::​sensorboard硬件资源介绍1.png|}}\\ +{{::​sensorboard硬件资源介绍1.png?480|}}\\ 
-**器件选型**\\+====器件选型====
 |              ^ 型号 ​        ^ 厂商 ​                              ^ 封装 ​                                   ^ |              ^ 型号 ​        ^ 厂商 ​                              ^ 封装 ​                                   ^
 ^ 环境光传感器 | BH1750FVI-TR | RHOM Semiconductor ​                | WSOF6I ​                                | ^ 环境光传感器 | BH1750FVI-TR | RHOM Semiconductor ​                | WSOF6I ​                                |
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 ==== 温度传感器 ==== ==== 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。\\ 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?​300|}}{{::​sensorboard硬件资源介绍4.png?​300|}}\\+{{::​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 ==== ==== 环境光传感器 ====
 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。\\ 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?​300|}}{{::​sensorboard硬件资源介绍6.png?​300|}}\\+{{::​sensorboard硬件资源介绍5.png?​200|}}{{::​sensorboard硬件资源介绍6.png?​300|}}\\
  
 ==== 姿态传感器 ==== ==== 姿态传感器 ====
 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。\\
-{{::​sensorboard硬件资源介绍7.png?​300|}}{{::​sensorboard硬件资源介绍8.png?​300|}}\\+{{::​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 ==== ==== 红外传感器 ====
 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?​300|}}\\+{{::​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 ====
 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。\\ 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?​300|}}\\+{{::​sensorboard硬件资源介绍11.png?​500|}}\\
  
 ==== FLASH ==== ==== FLASH ====
 板上集成了一个串行Flash W25Q64,容量64Mbit,SPI接口。\\ 板上集成了一个串行Flash W25Q64,容量64Mbit,SPI接口。\\
-{{::​sensorboard硬件资源介绍12.png?​300|}}\\+{{::​sensorboard硬件资源介绍12.png?​400|}}\\
 ===== 管脚对应表 ===== ===== 管脚对应表 =====
-{{::​sensorboard管脚对应表.png?​300|}}\\ +{{::​sensorboard管脚对应表.png?​400|}}\\ 
-===== 使用例 ===== +===== 使用例 ===== 
-==== 功能需求 ====+==== 功能需求描述 ​====
  
   * 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;   * 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。   * 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 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。   * 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。\\ 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。\\ 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|}} \\ Lattice MXO2版本:{{::​sensorcard-step_mxo2.rar|}} \\
 Intel MAX10版本:{{::​sensorcard-step_max10.rar|}} \\ Intel MAX10版本:{{::​sensorcard-step_max10.rar|}} \\
- 
 ==== 温度采集模块 ==== ==== 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。\\ 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 |}} {{ ::​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 ==== ==== 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。 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 |}} {{ ::​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 |}} {{ ::​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。 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。 姿态传感器:​可与MPU6050建立通讯并读取其发送回的数据。
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 ===== 相关文档 ===== ===== 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|}}\\