3 模块设计
整个系统由控制模块、初始化模块、存储模块、显示模块以及串口通行模块组成。
图4中，控制模块对系统整个进程进行控制；初始化模块对程控放大芯片进行合理配置并对两种模式下采样信道选择；显示模块和串口通信模块为用户获取最后的结果提供两种途径。系统中的各数字模块都是基于FPGA使用Verilog语言设计的。设计的软件采用的是Alter公司提供的quartusⅡ开发工具。
3．1 控制模块
控制模块由一个16态的独热码编码的Melay状态机构成，通过状态机控制各功能模块的运行，控制模块流程图如图5所示。
3．2 初始化模块
初始化模块根据模式选择信号选通不同的采样模块，同时，根据电池组电流电压大小调节程控放大芯片的放大系数，使测得的电流值和电压值能适应AD芯片的要求，从而能更好的利用AD芯片的分辨率。并且，开路电流和短路电压的测量也是在初始化模块中完成，通过开路电流和短路电压的大小来计算出电容的充电时间，以确定采样时间的长短，从而来确定采样频率。
为了满足不同类型电池组的测量需要，在设计中使用了两级放大电路，将BURR-BROWN公司生产的PGA202、PGA203级联以获得1～8 000的16级增益。由于所选用AD芯片的输入范围是在0～2 V之间，通过分压之后的信号，通过不同的放大倍数逐步增大以逼近这个采样范围，从而配置合适的放大系数。
3．3 采样模块
设计中AD芯片选用的是ADI公司生产的AD9245-40。AD9245是一款低功耗，3 V单电源，14位分辨率，40 MSPS最高转换速率的数模转换器。该芯片的Pipeline Delay为7个时钟周期。
由于是高速采样，采样结果需要通过FIFO缓冲之后再存入读写速率较低的FLASH芯片中。光伏电池参数的采集和实时检测所采用的采样频率不同，因此，使用一个多路选择器的子模块对当前的采样频率进行选择：在I-V曲线的测量中，采样的频率是电容的充电时间来决定的；而在实时检测时，只需要给AD一个固定的采样频率即可。在AD芯片与FIFO通信时，由于AD9245-40的最低采样频率是1 MSPS，所以输出的AD时钟频率不能小于1 MHz。这时要实现低于1 MHz的采样，只需降低FIFO的写时钟即可。
3．4 存储模块
因为FIFO本身的限制，在测量完成之后，需要将测得的数据存入FLASH芯片中，以便于以后的实验室分析。在考虑到户外大量测试需要一定的存储容量的情况下，设计中选用的存储芯片是三星公司生产的NAND闪存芯片K9F6408U0C，该芯片能够提供8M×8b的存储空间和256K× 8b的辅助存储空间，由1．8～3．3 V的电压驱动，能够较好的满足户外测量的需要。
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