抗冲击模块化六自由度运动记录仪设计

发布时间：2017-04-07 23:11

  本文关键词：抗冲击模块化六自由度运动记录仪设计，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：存储测试技术凭借着其具有存储容量大、可靠性高等特点,已经被广泛地应用在兵器研制的各个阶段,数据记录仪是基于存储测试技术的用于采集存储各种环境参数的装置。目前普遍应用的数据记录仪的存储介质单一、体积大等缺陷,所以有必要设计一款多存储介质、小型的数据记录仪。本设计提出的六自由度运动记录仪旨在记录弹箭开仓时的加速度及角速度飞行参数,本着小型化、模块化、高抗冲、低功耗的设计原则:采用MEMS传感器作为记录仪的信息敏感单元;采用多路复用的AD转换器实现模数转变;采用新型的Flash型FPGA作为系统主控芯片;并提出了MRAM+Flash的存储思路,采用新型铁磁介质存储器MRAM存储负延时阶段的数据,采用Flash存储触发后信息的思路;采用FPGA集成的LVDS接口作为数据高速回读接口。本文在对存储测试、传感器、FPGA、Flash存储等相关技术熟悉掌握的前提下,提出了六自由度运动记录仪的设计方案。基于该方案的提出设计了记录仪的硬件电路、控制逻辑、系统结构:对硬件部分行了相关器件的选型及电路设计;控制逻辑部分进行了控制时序设计并进行了必要的仿真和测试;在系统结构设计环节对记录仪结构和防护进行了设计;最后,搭建了记录仪的自检平台,并对记录仪各个功能进行了验证。结果表明通过小型化的记录仪成功的实现了对数据的有效记录。
【关键词】：记录仪 负延时 Flash型FPGA MRAM+Flash
【学位授予单位】：中北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP216.2
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1. 绪论9-14
• 1.1 课题研究背景及意义9-10
• 1.2 国内外研究现状10-12
• 1.3 论文内容及结构安排12-14
• 2. 技术设计方案及工作原理14-19
• 2.1 主要技术指标14
• 2.2 系统组成及工作原理14-16
• 2.3 拟解决关键技术16-18
• 2.3.1 系统小型化的实现16-17
• 2.3.2 负延时功能的实现17-18
• 2.3.3 恶劣环境下的数据采集存储18
• 2.4 本章小结18-19
• 3. 系统硬件电路设计19-40
• 3.1 信号敏感单元19-24
• 3.1.1 传感器的选型19-21
• 3.1.2 调理电路设计21-22
• 3.1.3 信号敏感单元测试22-24
• 3.2 AD转换单元24-26
• 3.3 控制单元26-33
• 3.3.1 时钟电路设计26-27
• 3.3.2 上电电路设计27-29
• 3.3.3 控制单元核心29-33
• 3.4 数据及配置信息存储单元33-37
• 3.4.1 负延时阶段数据存储33-35
• 3.4.2 触发信号后数据存储35-37
• 3.4.3 配置信息的存储37
• 3.5 电源控制及转换单元37-39
• 3.6 触发电路39
• 3.7 本章小结39-40
• 4. 系统控制逻辑设计40-61
• 4.1 FPGA的设计开发流程40-42
• 4.2 系统配置逻辑设计42-43
• 4.3 延时及触发逻辑功能设计43-47
• 4.3.1延时设计43-45
• 4.3.2触发设计45-47
• 4.4 信号采集及ADC控制逻辑设计47-49
• 4.5 数据存取控制逻辑设计49-60
• 4.5.1 MRAM控制逻辑设计50-52
• 4.5.2 Flash控制逻辑设计52-59
• 4.5.3 LVDS高速读数接口设计59-60
• 4.6 本章小结60-61
• 5. 系统结构设计61-65
• 5.1 系统的结构设计61-63
• 5.2 系统抗冲击设计63-64
• 5.3 本章小结64-65
• 6. 系统功能测试65-73
• 6.1 系统测试平台简介65-66
• 6.2 系统测试66-73
• 7. 总结与展望73-75
• 7.1 论文工作和结论73-74
• 7.2 未来工作和展望74-75
• 附录75-76
• 参考文献76-79
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文及所取得的研究成果79-80
• 致谢80-81

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