瞬态信号存储测试系统的研究与开发
发布时间：2021-09-05 02:42
一直以来火炮膛底压力中弹底压力的测试对火炮以及弹丸的设计、制造、产品质量和生产安全具有十分重要的意义。本文以冲击压力电测技术理论和存储测试系统设计理论为指导,设计了一种基于弹底压力测试的瞬态信号存储测试系统。结合目前弹底压力测试的研究现状,本文采用可编程逻辑器件CPLD作为采集系统的主控芯片,实现对外围芯片的控制操作。硬件系统利用FIFO缓存技术高速地存储A/D转换后的数据,采用CPLD内置的UFM（闪存）作为最终的存储介质存储缓存里的数据。另外本文为了回收实验数据通过VB制作了简单的上位机软件。实验结束后通过CPLD里的并串转换模块把UFM里的数据通过串口发送到上位机软件。上位机软件的主要功能是回收CPLD内部UFM里的实验数据,并对实验数据进行处理,绘制弹底压力时域图形。本文根据弹底压力信号特征提出了系统的总体设计方案。从模拟电路部分、数字电路部分和CPLD可编程逻辑器件三方面介绍了系统硬件电路和逻辑时序的设计。模拟电路部分主要包括传感器的选择、电荷放大器和信号调理模块的设计；数字电路部分主要包括A/D转换、FIFO缓存和串口通信等模块；CPLD可编程逻辑器件模块主要包括内置UFM...
【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 选题背景和意义
1.2 国内外研究现状
1.3 存储测试系统的特点及发展趋势
1.4 本文的主要研究工作
1.5 本章小结
2 瞬态信号存储测试系统总体设计方案
2.1 瞬态信号存储测试系统功能需求分析
2.2 瞬态信号存储测试系统总体设计方案
2.2.1 测试系统的硬件设计方案
2.2.2 测试系统的软件设计方案
2.3 测试系统工作流程
2.4 本章小结
3 瞬态信号存储测试系统硬件电路设计
3.1 压力传感器及其动态特性
3.1.1 压电式压力传感器工作原理
3.1.2 传感器动态特性数学模型
3.2 电荷放大器设计
3.2.1 电荷放大器概述
3.2.2 阻抗变换电路设计
3.2.3 电荷放大器电路设计
3.3 信号调理电路设计
3.3.1 放大电路设计
3.3.2 抗混叠滤波电路设计
3.4 A/D转换电路设计
3.4.1 A/D芯片的选型
3.4.2 A/D硬件电路设计
3.5 FIFO缓存电路设计
3.5.1 FIFO缓存芯片选型
3.5.2 FIFO硬件电路设计
3.6 CPLD外围系统电路设计
3.6.1 晶振电路
3.6.2 JTAG接口电路设计
3.6.3 复位电路设计
3.6.4 串口通信接口电路设计
3.6.5 电源电路设计
3.7 锂电池充电器设计
3.7.1 锂电池充电概述
3.7.2 锂电池充电电路设计
3.8 印制线路板设计
3.8.1 线路板布局设计
3.8.2 线路板布线设计
3.8.3 线路板抗干扰设计
3.9 本章小结
4 CPLD控制器及上位机软件设计
4.1 CPLD开发概述
4.1.1 CPLD器件的选型
4.1.2 QuartusⅡ软件介绍
4.1.3 CPLD开发设计流程
4.1.4 硬件描述语言
4.2 CPLD控制器内部总体设计
4.3 底层模块电路设计
4.3.1 模数转换控制器AD_Con模块
4.3.2 阈值触发控制器Trehold_Con模块
4.3.3 FIFO缓存控制器FIFO_Con模块
4.3.4 宏功能例化UFM
4.3.5 UFM操作模块设计
4.3.6 串口通信Seria_Con模块
4.4 顶层逻辑电路设计
4.5 上位机界面设计
4.5.1 串口通信模块软件设计
4.5.2 命令设置模块软件设计
4.5.3 数据处理模块软件设计
4.5.4 绘制图形模块设计
4.5.5 保存实验数据模块设计
4.6 本章小结
5 系统调试和实验
5.1 测试系统模拟电路调试及实验
5.1.1 电荷放大器电路实验
5.1.2 信号调理电路实验
5.2 测试系统数字电路调试及实验
5.3 电池充电电路调试及实验
5.4 系统整体模拟实验
5.5 本章小结
6 总结与展望
6.1 本文总结
6.2 论文的不足及改进思路
致谢
参考文献
附录A
附录B
附录C
本文编号：3384511
【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 选题背景和意义
1.2 国内外研究现状
1.3 存储测试系统的特点及发展趋势
1.4 本文的主要研究工作
1.5 本章小结
2 瞬态信号存储测试系统总体设计方案
2.1 瞬态信号存储测试系统功能需求分析
2.2 瞬态信号存储测试系统总体设计方案
2.2.1 测试系统的硬件设计方案
2.2.2 测试系统的软件设计方案
2.3 测试系统工作流程
2.4 本章小结
3 瞬态信号存储测试系统硬件电路设计
3.1 压力传感器及其动态特性
3.1.1 压电式压力传感器工作原理
3.1.2 传感器动态特性数学模型
3.2 电荷放大器设计
3.2.1 电荷放大器概述
3.2.2 阻抗变换电路设计
3.2.3 电荷放大器电路设计
3.3 信号调理电路设计
3.3.1 放大电路设计
3.3.2 抗混叠滤波电路设计
3.4 A/D转换电路设计
3.4.1 A/D芯片的选型
3.4.2 A/D硬件电路设计
3.5 FIFO缓存电路设计
3.5.1 FIFO缓存芯片选型
3.5.2 FIFO硬件电路设计
3.6 CPLD外围系统电路设计
3.6.1 晶振电路
3.6.2 JTAG接口电路设计
3.6.3 复位电路设计
3.6.4 串口通信接口电路设计
3.6.5 电源电路设计
3.7 锂电池充电器设计
3.7.1 锂电池充电概述
3.7.2 锂电池充电电路设计
3.8 印制线路板设计
3.8.1 线路板布局设计
3.8.2 线路板布线设计
3.8.3 线路板抗干扰设计
3.9 本章小结
4 CPLD控制器及上位机软件设计
4.1 CPLD开发概述
4.1.1 CPLD器件的选型
4.1.2 QuartusⅡ软件介绍
4.1.3 CPLD开发设计流程
4.1.4 硬件描述语言
4.2 CPLD控制器内部总体设计
4.3 底层模块电路设计
4.3.1 模数转换控制器AD_Con模块
4.3.2 阈值触发控制器Trehold_Con模块
4.3.3 FIFO缓存控制器FIFO_Con模块
4.3.4 宏功能例化UFM
4.3.5 UFM操作模块设计
4.3.6 串口通信Seria_Con模块
4.4 顶层逻辑电路设计
4.5 上位机界面设计
4.5.1 串口通信模块软件设计
4.5.2 命令设置模块软件设计
4.5.3 数据处理模块软件设计
4.5.4 绘制图形模块设计
4.5.5 保存实验数据模块设计
4.6 本章小结
5 系统调试和实验
5.1 测试系统模拟电路调试及实验
5.1.1 电荷放大器电路实验
5.1.2 信号调理电路实验
5.2 测试系统数字电路调试及实验
5.3 电池充电电路调试及实验
5.4 系统整体模拟实验
5.5 本章小结
6 总结与展望
6.1 本文总结
6.2 论文的不足及改进思路
致谢
参考文献
附录A
附录B
附录C
本文编号：3384511
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