基于Verilog-HDL的轴承振动噪声电压峰值检测

　　仅有图5的逻辑功能框图还不能方便地用Verilog-HDL来描述。为此将其进一步细化为图6所示的形式。图6中虚线框内的功能由XC9572（Xilinx公司的产品）实现。图6中，Vin为模拟电压的输入，VDOUT为数字峰值电压的输出，VDOUT、RB1、RB21均与接口电路相接，RB1、RB2受微机的控制。

2.2 时序图

　　图7为图6所示逻辑电路的时序图。按照轴承检测的工艺，当系统复位RB2、启动脉冲RB1到来后，经0.7s的延时，便产生1个宽度为1s的门脉冲G_P。在此期间，A/D转换器连续转换的数据送入数据缓冲器GET_DATA，之后进行数字信号的峰值检测和保持。A/D转换器在此采用MAX120。该转换器的分辨率为12bit，转换时间为1.6μs。2.3 逻辑仿真。

　　在硬件电路实现之前，用Verilog-HDL对图6所示的逻辑电路进行了仿真，图8即为仿真结果。从仿真结果中可以看出，系统复位后，D_OUT（VDOUT）输出为0，在1s门脉冲G_P有效期间，GET_DATA接收时钟GET_DATA_CLK。此间来自A/D转换器的数字电压（分别为FROM_ADC=10、15、18、17、4、6、2）相继输入至GET_DATA。由于这期间的最大值为FROM_ADC=18，故有D_OUT=18。在门脉冲G_P无效期间，即使有数据FROM_ADC=11输入，仍有D_OUT=0。

2.4Verilog-HDL主模块

　　限于篇幅，这里只将本系统所涉及到的Verilog-HDL的主模块部分列出：

　　Module PK_SEL(BUSY,RB1,RB2,FROM_ADC,D_OUT,P_OUT);

　　input BUSY,RB1,RB2;

　　output P_OUT;

　　input [11:0]FROM_ADC;

　　output [11:0]D_OUT;

　　wire [11:0]TO_COM;

　　wire GET_DATA_CLK;

　　//产生秒脉冲

　　CNT100 F_4kHz （RB1,BUSY,F_4k）； //分频

　　CNT100 F_37Hz （RB1，F_4k，F_37）； //分频

　　DELAY_P1 START_DLY （RB2，RB1，F_7，DLY_05S）； //延时0.7s

　　DELAY_P2 GENE_SPB （RB2，DLY_05S，F_7，SPB）； //延时1s

　　GETE_GENE GENE_GP （G_P，DLY_05S&RB2，SPB）； //1s的门脉冲

　　Assign P_OUT=G_P;

　　//ADC数据最大值的比较和检测

　　assign GET_DATA_CLK=～BUSY & G_P;

　　DFF12 GET_DATA（GET_DATA_CLK，FROM_ADC，TO_COM, ～SPB & RB2); //获取ADC数据

　　COMP_D DATA_COMP（TO_COM，D_OUT，D_S）； //数据比较

　　DFF12 DATA_MEM（BUSY & D_S，TO_COM，D_OUT，RB1 & RB2）； //数据存储

　　endmodule

结束语

　　与模拟式的峰值电压检测方式相比，数字式的检测方式有着结构简单、系统开发周期短等优点，而采用Verilog-HDL可以方便地实现欲有的功能。笔者设计开发的该系统用在了大连科汇轴承仪器有限公司生产的S0910-3型轴承振动测量仪中，并于2001年6月在上海的国际轴承及装备博览会上引起了同行的关注。