012+f104+平面超声功率驱动电路+FPGA（论文）（50

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                                                                                         摘要
      

2.2平面超声功率驱动电路的硬件选型及方案论证

平面超声功率驱动电路的硬件组成部分包括主控芯片、电源转换芯片、数模转换芯片、电压反馈型放大器、Flash存储器、显示屏等，本节将分别介绍平面超声功率驱动电路的硬件选型。

2.2.1  主控芯片的选择

由于本项目使用控制芯片控制技术实现诸多功能，控制芯片的选型显得尤其的重要，有诸多因素需要考虑。
（1）使用15系列51单片机；
15系列51单片机与89系列51单片机编程方式基本相同，但引脚位置不同，与89系列51单片机相比，15系列51单片机具有方针功能，这是89系列单片机不具备的功能，并且15系列作为新一代产品，扫描周期更短，适用性更强。15系列为1T8位单片机即1个时钟周期就是一个机械周期，片上资源在15系列中得到丰富（如SPI总线，IIC总线，USTART，ADC，DAC，PWM等），在15系列中带有内部RC震荡电路，可以根据用户需要修改单片机的工作频率，晶振电路集成，单片机系统的构成电路变得更加简单，成本不高。
（2）使用MSP430单片机G2系列单片机；
MSP430系列单片机是美国德州仪器（TI）1996年开始推向市场的一种16位超低功耗、具有精简指令集（RISC）的混合信号处理器（Mixed Signal Processor）。
MSP430单片机称之为混合信号处理器，是由于其针对实际应用需求，将多个不同功能的模拟电路、数字电路模块和微处理器集成在一个芯片上，以提供“单片机”解决方案。该系列单片机多应用于需要电池供电的便携式仪器仪表中。MSP430单片机16位，频率较高，可靠性高，片上资源丰富。但是代码编写较复杂许多，G2系列I/O口较少，并且成本较高，如G2系列的430芯片需要编译器，仿真器。
 (3)  使用FPGA（EP4CE22E22C8）；
FPGA即现场可编程门阵列，具有可编程灵活性高、开发周期短、并行计算可编程灵活性高等特点。它在短短三十多年中从电子设计的外围器件逐渐演变为数字系统的核心。伴随半导体工艺技术的进步，FPGA器件的设计技术取得了飞跃发展及突破。因此，对FPGA的设计及应用有非常重要的意义。FPGA是当前数字系统设计领域比较火热的一种工具, 使用Verilog HDL语言描述硬件系统使得FPGA技术有了更广阔的应用领域, 有着其他信号发生器所无法比拟的优势[2], 它不仅能很大程度地缩短设计周期, 减少成本, FPGA是当前数字系统设计领域比较火热的一种工具, 使用Verilog HDL语言描述硬件系统使得FPGA技术有了更广阔的应用领域, 有着其他信号发生器所无法比拟的优势, 它不仅能很大程度地缩短设计周期, 减少成本,且能提高系统的可靠性。
通过对不同的控制方案相对比后，MSP430比15频率高，成本却高出许多，实现功能难度相似，FPGA灵活性高，设计周期短。基于市场调研情况和性价比比较，最后我们觉得使用FPGA作为控制系统核心最为合适。芯片选型最终定为EP4CE22E22C8。