基于STM32的空间环模设备热沉温控系统设计

发布时间：2021-05-09 00:43

　　空间环境模拟设备是航空航天领域用于模拟太空中冷黑、真空、太阳辐射等环境条件而建造的一种地面多功能综合试验设备,其中热沉温控系统就是其重要组成部分。目前,空间环模设备行业领域普遍采用“PLC模块电控方案结合通用组态软件”来构建多样化软硬件系统实现对热沉温控系统流程及相关状态的监测与综合管理,然而随着社会和电子技术的发展,空间环模设备领域内热沉控温系统知识产权的国有化、操作便捷化以及更快的响应速度等都是其优化和发展的重点方向。本文首先深入分析了兰州真空设备有限公司华宇分公司所用空间环模设备热沉温控系统结构、气液氮温度流程以及控温原理。通过对热沉温控系统控制信号的梳理和分析,研究了该型空间环模设备热沉温控系统的控制需求以及控制难点。然后调研国内外高精度温度控制系统的研究现状及发展趋势,并对市场主流的控温设备总结分析,最终采用嵌入式技术,设计了一种基于气、液氮工质的热沉温控软硬件系统。该系统采用意法半导体公司的STM32F407ZGT6微处理器作为核心处理单元,采用四线制PT100热电阻温度传感器,亚德诺半导体公司的AD7124-8型专用新型热电阻ADC芯片、AD5755-1型高精度DAC芯片... 

【文章来源】：西北师范大学甘肃省

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

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摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外发展现状
    1.3 论文主要研究内容
    1.4 论文组织结构
    1.5 本章小结
第2章 热沉温控系统设计方案
    2.1 基于气、液氮工质的热沉系统流程介绍
    2.2 集散控制电路系统整体结构方案介绍
    2.3 热沉温控系统方案设计
        2.3.1 热沉温控系统设计目标
        2.3.2 热沉温控系统设计功能要求
        2.3.3 热沉温控系统总体设计方案
    2.4 本章小结
第3章 热沉温控系统硬件设计
    3.1 硬件设计概述
    3.2 硬件电路设计
        3.2.1 主控芯片选型及最小系统电路设计
        3.2.2 ADC芯片选型及信号采集电路设计
        3.2.3 传感器选择及接口电路设计
        3.2.4 DAC芯片选型及电压/电流输出电路设计
        3.2.5 SPI通信电路设计
        3.2.6 其他模块电路设计
        3.2.7 PCB设计
    3.3 本章小结
第4章 热沉温控系统软件设计
    4.1 软件设计概述
    4.2 热沉温控系统软件整体处理流程设计
    4.3 热沉温控系统中断流程设计
    4.4 AD数据处理流程设计
    4.5 DA数据处理流程设计
    4.6 存储数据的RAM结构设计
    4.7 E2PROM存储区结构设计
    4.8 SPI接口通信协议设计
    4.9 本章小结
第5章 热沉温控系统软硬件测试分析
    5.1 系统测试方案概述
    5.2 硬件测试
    5.3 软件测试
        5.3.1 前端板级SPI通信模块测试
        5.3.2 AD温度数据采集模块测试
        5.3.3 DA电压/电流输出模块测试
        5.3.4 数据存储模块读写测试
        5.3.5 软件测试总结
    5.4 PID调参
    5.5 系统综合测试
    5.6 本章小结
第6章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
致谢
个人简历、在学期间发表的研究成果



本文编号：3176278