杜 刚

(中国科学技术大学精密机械与精密仪器系，安徽 合肥 230027)

0 引言

嵌入式微处理器FPGA相比于微机，具有成本低、体积小、速度快的优点，对于中小型设备其处理能力完全可以满足要求[1]。相比于各种单片机等嵌入式芯片，FPGA采用可编程门阵列，可以根据具体需求构造SOPC(System－on－a－Programmable－Chip，片上可编程系统)、较为便捷地搭建外围电路，有效提高芯片资源的利用率[2]。

以FPGA为控制核心，设计一种具有无线通讯功能的触摸屏控制系统。其无线通讯功能，可以实时发送无线控制命令并无线监控设备运行状况，可以作用于危险环境或操作者难以亲自到达的场合。设计中以触控屏替代实体按键，减小了控制装置的体积。该系统可以脱离微机，独立操纵控制，减轻微机的工作负担。整个控制装置体积小，重量轻，可便携。

1 系统组成

系统主要由FLASH控制模块、基于XPT2046的触摸屏坐标采集模块、基于ILI9325的LCD显示控制模块及NRF24L01无线通讯模块组成。系统的控制核心采用FPGA芯片EP4CE15F17C8，搭建SOPC核。在LCD触摸屏绘制用户控制界面，利用触摸屏控制芯片采集控制信号，经编码后交由无线通讯模块发送至接收终端，实现触摸屏控制器的无线控制。无线通讯模块接收到控制端发送的信号经译码后被FPGA处理，FPGA将处理后的信号去控制受控设备。在对硬件编程时，主要采用NIOSII类C语言。

1.1 SOPC核和SPI总线

一个基本的SOPC核的组成部分有时钟(本设计采用50 MHz)、CPU、SDRAM控制器(用于在线调试)、FLASH控制器(用于烧录程序并实现掉电保存)，JTAG_UART[3]。此外，还需搭建 IO 作为各个……