DDS技术的电磁阀检测平台的设计

（2）控制器端程序。

控制器端程序采用Altera 公司CyclONe 系列的FPGA 芯片作为主控芯片。在Quartus II 集成开发环境下，采用Verilog HDL 语言进行开发，并利用ModelSim 进行仿真，通过JTAG 电缆将编译好的程序下载到FPGA 芯片中执行。

控制器端程序模块和实现时采用的主要技术如下：

数据接收模块：此模块接收PC 端发送过来的参数，传递给信号转换模块，并在每个传送阶段结束后计算校验和。此模块实现了串口数据接收器，利用计数器对输入时钟分频，采用过采样和滤波判断开始位，并使用状态机和移位寄存器将串行数据转化为并行数据。

数据发送模块：将数据接收模块计算的校验发送给PC 端。此模块实现了串口数据发送器，由于校验和的设计，每次发送给PC 端的数据只有1 字节，因此发送模块不用使用缓存，简化了设计。将输入时钟分频之后，采用状态机和8 选1 的选择器便可将并行数据转化为串行数据，从串行口发送出去。

信号转换模块：转换从串口接收到的数据，得到适合显示控制模块使用的信号。

显示控制模块：根据所给的图像数据将图像显示到电子纸屏幕上。首先将接收到的数据存储在SRAM 中，接收完成后利用参数将测试图像显示在屏幕上。

5 实现结果及分析

为了验证通信控制系统与外部接口的接口信号是否正确，利用ModelSim 对程序进行仿真，仿真结果如图4 所示。

仿真时采用的时钟频率为50MHz,为了便于显示，仿真时将状态切换的时间间隔T1 设为50 个时钟周期，错误发生的时间间隔T2 为状态切换间隔的5 倍，仿真串口波特率为115,200bps.由图可知，开始从串口得到的数据为0x07,刚开始收到数据时，RST_N 有效，表示数据接收开始。当数据有效时，CHIP_SELECT_N 信号有效表示接收第1 组数据，经过2 个周期的写信号延时之后，WRIte_ENABLE_N 有效一个周期。当收到第6 个字节的数据之后，经过了T1 的时间间隔，因此状态进行切换，CHIP_SELECT_N 无效，此时将通过TxD发送校验和。由于总共接收了6 个数：0x07、0x55、0x00、0x55、0x55、0x00,校验和是0x66,TxD 开始位、数据位、停止位依次为0、01100110、1.进入状态1 后，收到一个数据，分析同前一阶段。最后，当经过T2 的时间间隔，RST_N 信号无效，表明一次传输结束或出现错误。

为了验证前面提出的电泳粒子运动模型的正确性，利用软件模拟了电泳粒子的显示过程，采用第2节中提出的显示参数对显示进行控制。软件模拟的过程如图5 所示，该图显示了模拟从图2 的右边图像变化到左边图像的过程，从图中可以看到，除了个别颜色的像素外，屏幕首先变为全白状态，然后变为全黑状态，然后再变化到希望显示的图像。由于测试参数中每两个色阶的控制参数是一样的，且没有考虑到其它因素，因此最后显示出来的图像只具有8个色阶，总体符合预期效果。

图6 所示为系统运行的效果图，利用本系统，将ISO12426 标准所需的测试图显示在电子纸屏幕上。

利用一些常规的测量设备，测试出在不同控制参数下电子纸屏幕显示的效果，如亮度、分辨率、均匀性等。测试人员通过不断地改进控制参数，便能使屏幕达到更好的显示效果。

6 总结与展望

电子纸屏幕的测试对电子纸的显示性能非常重要，本文分析并设计了电子纸的屏幕驱动控制参数，并设计实现了一个基于PC 的电子纸屏幕测试系统。其可以指导设计开发时的屏幕参数，缩短开发周期；指导生产制造时针对一类屏幕的控制方式，改善屏幕的显示效果。

由于本文设计的电子纸屏幕测试系统采用较为简单的串口通讯，每次测试花费的时间大约为30s ,速度较慢，未来可以改进为USB 等高速通讯协议进行通讯，以提高测试速度。另外，目前本系统只能针对黑白屏幕的电子纸进行测试，在以后的研究中可以添加对彩色电子纸的控制与测试手段。