基于双模通讯的外系统等效器的设计与实现

发布时间：2017-08-21 20:35

  本文关键词：基于双模通讯的外系统等效器的设计与实现

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【摘要】：测量系统的主要作用是实时、可靠、精确地监测和记录飞行器系统的各项性能参数。为了保证飞行器系统的可靠性,需要设计一种设备在研制阶段和试验阶段模拟测量系统的接口信号和控制信号,以实现在地面实验室完成飞行器系统的闭环测试。 外系统等效器也是自动化测试系统的一种,本文结合自动化测试系统的国内外研究现状以及发展趋势,采用模块化、标准化、通用化设计思路实现了一种基于双模通讯设计的外系统等效器。根据测量系统信号需求,外系统等效器能够输出模拟直流信号、数字量信号(RS485信号和PCM信号)、指令信号和脉冲信号。设计中,计算机可以通过PCI总线或USB总线与外系统等效器通信,提高了设备工作的可靠性。 本文对系统协议、双模通信协议设计进行了详细介绍,其中系统协议包括系统标准化协议,PCI接口、USB接口与上位机的通信协议,功能板协议。另外,本文按照功能分别对双模通信接口卡、模拟板、数字量板、指令板、脉冲板的硬件电路设计、各模块的逻辑实现方式以及设计过程中的问题及解决方案进行了介绍。通过实际测试实验对本设计方案的可行性、可靠性、稳定性、通用性进行了验证,测试结果表明,木设计可以完成任务书要求且可扩展性、通用性较强。
【关键词】：外系统等效器 PCI总线 USB总线 FPGA 模块化设计
【学位授予单位】：中北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：V216.8
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 绪论10-18
• 1.1 课题研究背景及来源10-11
• 1.2 当前国内外发展现状11-15
• 1.2.1 自动测试系统的国外发展现状11-13
• 1.2.2 自动测试系统的国内发展现状13-14
• 1.2.3 自动化测试系统发展趋势14-15
• 1.3 本课题主要完成的工作和章节安排15-18
• 2 双模通讯外系统等效器的总体设计18-22
• 2.1 系统设计概述及设计原则18
• 2.2 系统功能及性能指标18-19
• 2.3 系统总体方案设计19-21
• 2.4 本章小结21-22
• 3 双模通讯外系统等效器关键技术研究22-32
• 3.1 计算机与外系统等效器通信接口选择22-23
• 3.2 系统通信协议设计23-31
• 3.2.1 标准化通信包设计24-25
• 3.2.2 上位机与PCI接口、USB接口协议设计25-28
• 3.2.3 功能板寄存器协议28-31
• 3.3 通信接口选择软件设计31
• 3.4 本章小结31-32
• 4 双模通讯外系统等效器硬件电路设计32-50
• 4.1 PCI接口板设计32-39
• 4.1.1 PCI接口设计32-34
• 4.1.2 USB接口设计34-35
• 4.1.3 EEPROM电路设计35-37
• 4.1.4 光电转换电路设计37-38
• 4.1.5 USB接口设计38-39
• 4.2 模拟量板电路设计39-44
• 4.2.1 模拟板供电设计40-41
• 4.2.2 数字隔离电路设计41
• 4.2.3 D/A转换电路设计41-43
• 4.2.4 模拟信号调理电路43-44
• 4.3 数字量板电路设计44-46
• 4.3.1 RS485信号输出电路45
• 4.3.2 PCM信号输电路设计45-46
• 4.4 指令信号输出电路46-47
• 4.5 脉冲板电路设计47-49
• 4.6 小结49-50
• 5 双模通讯外系统等效器的软件设计50-58
• 5.1 PCI9054逻辑设计50-51
• 5.2 FT245逻辑设计51-54
• 5.3 模拟量模块逻辑设计54
• 5.4 数字量模块的逻辑设计54-56
• 5.4.1 RS422 PCM码流发送逻辑设计54-55
• 5.4.2 RS485信号逻辑设计55-56
• 5.5 脉冲输出逻辑设计56-57
• 5.6 指令信号逻辑设计57
• 5.7 本章小结57-58
• 6 双模通讯外系统等效器的测试与结论58-62
• 6.1 性能测试58
• 6.2 测试结果58-61
• 6.2.1 模拟量测试结果58
• 6.2.2 数字量信号输出测试结果58-60
• 6.2.3 指令信号测试结果60-61
• 6.2.4 脉冲信号测试结果61
• 6.3 本章小结61-62
• 7 总结与展望62-64
• 7.1 总结62
• 7.2 展望62-64
• 附录64-66
• 参考文献66-69
• 攻读硕士期间所做的工作及取得的研究成果69-72
• 致谢72

【参考文献】

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本文编号：714983