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D223的SRAM硬件记录仪:外部触发与瞬态波形捕获方案

D223的SRAM硬件记录仪:外部触发与瞬态波形捕获方案 在线采集靠USB实时上传但遇到雷击、开关浪涌等瞬态事件USB带宽和延迟根本来不及。D223的SRAM硬件记录仪就是为了解决这个问题而设计的。一、为什么需要SRAM记录仪D223有两种工作模式[note_63]enum_deviceWorkMode{_deviceWorkMode_Stop0x00,// 空闲停止_deviceWorkMode_sendBusy,// 发送忙_deviceWorkMode_sramRecord,// SRAM记录中_deviceWorkMode_getSramRecord,// 读取SRAM记录_deviceWorkMode_onlineRecord,// 在线实时采集_deviceWorkMode_adcCalib0xff,// ADC校准模式};在线采集模式FPGA控制AD7606采样 → STM32通过QSPI读取 → 双缓冲打包 → USB实时上传。适合连续监测但受USB带宽限制。SRAM记录仪模式FPGA直接将ADC数据写入板载SRAM不走USB等采集完成后再由STM32读取上传。适合捕捉瞬态事件。核心区别在于SRAM记录时数据路径不经过STM32和USB完全由FPGA硬件控制响应速度极快。二、SRAM记录仪的工作流程2.1 配置阶段上位机设置以下参数后点击开始采集[word_5]采样率采集时间ms通道使能状态是否使用DIN外部触发这些参数通过USB写入采集卡FPGA进入待触发状态。2.2 触发阶段SRAM记录仪支持外部DIN触发功能[word_5]DIN输入为PNP型需要NPN型数字接口对其接地边沿触发最简单的NPN接口通过一个开关和数字输入的GND短接板载DIN输入灯亮的瞬间触发记录仪开始采集D223固件中dio_tim_task()每1ms扫描8路DI输入状态检测到配置的触发边沿后调用fun_dinTrig_StartSramRecord()启动记录[word_4]。2.3 采集阶段FPGA按照预设的采样率和采集时间进行采集数据直接写入SRAM。采集过程中已采集时间按秒累加显示[word_5]。2.4 读取阶段采集完成后STM32切换到读取SRAM模式[note_63]// 1. 通知FPGA停止记录_regA2FMap.REG_SRAM_WORK_STATE12;fpga_write_register();// 2. 循环读取SRAM并通过USB上传while(未读完){QSPI_ReadDatas_DMA(0xEB,6,...);// 从SRAM读取数据usb_sendMsg(...);// USB上传}QSPI命令码0xEB用于读取SRAM记录数据使用24位地址、6个dummy cycle[note_63]。SRAM记录的数据可以多次读取不容易因为误码导致数据丢失[word_5]。三、采样率档位与资源限制SRAM记录仪的采样率受通道数和功能使能情况影响[word_5]条件最大SRAM采样率开启1~2个ADC通道35K开启3~4个ADC通道30K开启4个ADC通道25K同时开启DAC或PWM功能10K注意以上为DABL-7606的SRAM档位限制。D223由于采用FPGASTM32H743架构SRAM采样率能力有所提升但具体档位以最新固件为准[word_5][note_63]。四、SRAM记录仪 vs 在线采集对比对比项在线采集SRAM记录仪数据路径FPGA→QSPI→STM32→USBFPGA→SRAM不经过STM32触发方式软件启动软件启动 / 外部DIN硬件触发响应延迟受USB调度影响硬件触发纳秒级响应数据上传实时连续上传采集完成后批量上传适合场景连续监测瞬态事件捕获雷击、浪涌等多次读取不支持支持可反复读取五、应用场景场景1变电站雷击波形捕获客户需要在变电站捕捉雷击波形USB实时传输来不及。使用SRAM记录仪模式上位机配置采样率和采集时间使能DIN外部触发雷击发生时DIN信号触发FPGA开始记录记录完成后STM32读取SRAM数据上传波形完整保存触发前后数据均可获取场景2开关浪涌捕捉机械开关动作时产生的浪涌波形持续时间极短通过SRAM记录仪的外部触发功能可以精确捕捉。场景3长时间离线记录采集卡与上位机断开连接时数据可以先存入SRAM后续再连接上位机读取[word_5]。六、当前功能状态注意SRAM环形缓冲自动捕获异常事件功能目前尚未开发[note_244]。当前SRAM记录仪支持的是单次触发记录模式不支持自动循环捕获异常事件的环形缓冲模式。七、总结D223的SRAM硬件记录仪通过FPGA直接写SRAM的方式绕过了USB带宽瓶颈实现了对瞬态事件的精确捕获。配合外部DIN触发功能可以满足雷击、浪涌等微秒级事件的波形记录需求。核心设计思路在线采集解决看实时SRAM记录仪解决抓瞬间两种模式互补。下篇预告《D223的标定系统与FRAM非易失存储两点校准如何实现0.01%FSR精度》
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