基于CPLD的低功耗爆炸场温度测试系统
1)电源管理及控制模块：该模块主要实现测试系统的电源管理及全局时钟控制，从而达到降低功耗和控制各信号初态的目的。
2)时钟分频模块：该模块主要实现对从晶体振荡器输出到CPLD的时钟进行分频，从而得到A／D转换器、存储器和FIFO需要的时序。
3)编程触发比较模块：该模块主要实现触发温度数字电平的编程，通过移位寄存器实现；数字比较部分是把A／D转换结果和所编温度数字电平值比较判断触发与否。
4)FIFO及存储器地址模块：该模块主要实现生成FIFO和存储器需要的地址，FIFO和存储器的数据读写。
5)A／D时序产生模块：该模块主要实现A／D转换器的CONVST／和读信号的时序生成。
6)读数模块：该模块主要实现读数接口的逻辑连接控制，接收计算机发送的脉冲信号，以完成数据传输的目的。
2．2 温度传感器
在爆炸场等高温、高压、高冲击的恶劣环境下采集瞬时温度的动态变化对温度传感器要求很高，因此选用了美国NANMAC公司的E12钨铼侵蚀热电偶。该热电偶瞬态温度响应时间仅为几百微妙，温度范围高达2 315℃，耐压程度高达69 MPa，完全能够满足爆炸场温度测试的需要。
热电偶是利用导体或半导体材料的热电效应将温度的变化转换为电动势的变化，热电偶回路中产生的电动势差为：
NA、NB为材料A、B的电子密度；σA、σB为导体A、B的汤姆逊系数，K为波尔兹曼常数。
由于导体汤姆逊效应引起的电动势差相比较小，常可忽略，因此当热电偶的两种材料的特性为已知时，一端温度固定，则待测温度T是电动势的单值函数。为了使E12钨铼热电偶冷端温度固定在0℃，本次设计采用了补偿电桥法补偿冷端的温度变化。
2．3 电源管理模块
由于温度测试系统经常需要在恶劣的环境中工作，所需的能量都是靠一次性的高温电池来供给，电量有限。而温度测试系统往往要求测试过程很长，为了减小在测量过程中由于电量不足而使电路不能正常工作的可能性，就必须考虑测试系统低功耗的要求。因此设计了先进的电源管理模块，即电路在需要工作时给其供电，在不需要工作时断电，减小电路无效操作时功耗的比例。
为了减少不必要的损耗，采用了多路电源供电管理模式，分别为：VCC、VDD、VEE。VCC和CPLD相连接，存储模块部分、AD转换部分由VDD供电，运算放大器、晶振由VEE控制。
本系统中选用双通道电源开关芯片MAX894作为电源管理芯片，其供电范围为2．7～5．5 V，关断时消耗电流仅为0．1μA，两通道全部打开是消耗电流约为17 μA。在本次设计中MAX894芯片输入电源VCC=3．6 V，通过ONA／控制产生VDD=3．6 V，通过ONB／控制产生VEE=3．6V。 ONA／ONB／低电平有效，由CPLD内部控制。如图3所示。本文引用地址：//m.amcfsurvey.com/article/190724.htm
电源管理模块在CPLD内部的控制部分如图4所示，ONON和OFF是电路模块的开关，TC／是CPLD外接晶振的使能端，高电平有效。当电路上电后，ONON变为高电平，ONA变为高电平，ONAN变为低电平，电源管理模块的VDD输出有效，AD转换部分和存储模块部分开始工作。由于晶振此时处于工作状态，所以TC为低电平，ONBN也是低电平，电源管理部分的VEE输出有效。当存储器的存储空间存满后，晶振停止工作，TC变为高电平，ONBN也变为高电平，所以VEE输出无效，运算放大器部分关闭。此时电路处于微功耗状态，存储器处于待读数状态。当存储器中的数据被读出后，电路可以关闭。此时除了CPLD，所有器件均被关闭。
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