基于FPGA的生物芯片扫描仪的位置检测

3 设计仿真和实现

在 ISE6.1i 开发平台上，用VHDL语言对辨向细分、计数、接口电路进行编程实现。图4是仿真波形。


图4

由图4可看出，X、Y向可并行的对光栅信号辨向、细分、计数，下面只以X向说明：辨向细分电路根据两路正交的方波信号XA、XB的相位差分别在XCU, XCD上输出频率为XA、XB4倍的计数脉冲，实现了辨向细分；可逆计数器分别对XA、XB计数，计数值的差XCNT随X向的位移方向的变化增加或减少；当控制器的地址译码信号ADDR为“101”时， X向的位置数据XCNT输出到16位数据线CNT；当ADDR为“110”时，FPGA将Y向的位置数据YCNT输出到CNT；当地址线ADDR为“001”时，X向位置数据XCNT清零，CNT表现为高阻态；当ADDR为“010”时，Y向位置数据YCNT清零， CNT表现为高阻态；当ADDR为其他任意值时，CNT都表现为高阻态，使控制器能向其他外设交换数据。将代码下载到XC2S15-5VQ100后，用于生物芯片扫描仪中，准确可靠的实现了位置检测功能。

4 结论

用FPGA实现X-Y二维扫描台的位置检测电路，提高了系统的集成度，位置检测快速可靠。并且，FPGA工作频率高、设计灵活，可减少生物芯片扫描仪进一步提升扫描速度和扫描分辨率的开发时间和成本。