某型導(dǎo)彈飛控系統(tǒng)遙測信息接收裝置設(shè)計(jì)
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2．1．3 單片機(jī)
ARM微控制器(MCU)做嵌入式計(jì)算，是擴(kuò)展模塊的智能計(jì)算核心，用來控制數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收相應(yīng)的計(jì)算處理，并將結(jié)果存入數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中，通知系統(tǒng)CPU讀取，從而減少CPU的參與，使用LPC2214實(shí)現(xiàn)。
2．1．4 FLASH存儲(chǔ)器
由于雙口存儲(chǔ)器的容量有限，必須采用大容量存儲(chǔ)器儲(chǔ)存所接收的大量遙測數(shù)據(jù)，選用K9F4G08U0A芯片提供2 Gbit的存儲(chǔ)空間，對(duì)數(shù)據(jù)的讀寫以頁為單位，速度遠(yuǎn)快于以位為單位讀寫的傳統(tǒng)硬盤。
2．1．5 接收和發(fā)送邏輯
接收信息以中斷方式或軟件查詢的方式進(jìn)行，是在C1、C2和Sync信號(hào)到來時(shí)接收1個(gè)完整的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)中包含了地址、數(shù)據(jù)高位和數(shù)據(jù)低位。
數(shù)據(jù)發(fā)送在一個(gè)時(shí)序狀態(tài)機(jī)的控制下完成，計(jì)算機(jī)將地址、數(shù)據(jù)高字節(jié)、數(shù)據(jù)低字節(jié)一次寫入接口板，接口板在內(nèi)部時(shí)序狀態(tài)機(jī)控制下按規(guī)定的時(shí)序完成數(shù)據(jù)的發(fā)送。發(fā)送過程不允許計(jì)算機(jī)寫入新數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)發(fā)送完成后，內(nèi)部控制邏輯改變發(fā)送接口的狀態(tài)，以供計(jì)算機(jī)查詢。發(fā)送邏輯涉及大量時(shí)序電路及需要存儲(chǔ)FIFO。發(fā)送和接收邏輯選用具有12萬門邏輯資源的新一代FPGA產(chǎn)品EP1C6Q240。
2．1．6 外圍電路
發(fā)送驅(qū)動(dòng)的作用是將發(fā)送邏輯提供的信號(hào)轉(zhuǎn)換為可經(jīng)長線驅(qū)動(dòng)光隔的大電流信號(hào)，采用總線驅(qū)動(dòng)器來驅(qū)動(dòng)。接收隔離采用光電隔離器實(shí)現(xiàn)。
2．1．7 接收裝置的自檢
通過外界專用連接電纜將字節(jié)多路通道數(shù)據(jù)的發(fā)送通道與字節(jié)多路通道數(shù)據(jù)的接收通道連接到一起，將接收到的數(shù)據(jù)與發(fā)送的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比來進(jìn)行字節(jié)多路通道的自檢。
2．1．8 工作流程
數(shù)據(jù)被接收隔離后存儲(chǔ)在在FIFO中，并按照到達(dá)時(shí)間先后順序存放。ARM程序的數(shù)據(jù)接收分支將數(shù)據(jù)從FIFO中取出并解析其地址，然后將數(shù)據(jù)放置在RAM接收緩沖區(qū)的對(duì)應(yīng)地址處。同時(shí)此數(shù)據(jù)將被完整的存儲(chǔ)在Flash中，并保持與FIFO中的格式也即接收到的原始格式一致。已經(jīng)接收到的數(shù)據(jù)地址將被標(biāo)記，當(dāng)被標(biāo)記過的地址再次出現(xiàn)時(shí)，程序認(rèn)為已經(jīng)完成了一楨數(shù)據(jù)的接收，程序切換接收緩沖區(qū)，清除所有已接收地址的標(biāo)記，并置原緩沖的數(shù)據(jù)接收完成標(biāo)志，此時(shí)PC可以從RAM緩沖區(qū)中讀取按址存放的一楨完整數(shù)據(jù)。
2．2 模擬信息接收單元
模擬信息接收單元采集飛控系統(tǒng)輸出的多路模擬信號(hào)，由信號(hào)調(diào)理單元和AD轉(zhuǎn)換單元組成，如圖3所示。信號(hào)調(diào)理單元對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行濾波、隔離及進(jìn)行輸入量程的調(diào)整，AD轉(zhuǎn)換單元實(shí)現(xiàn)模擬量到數(shù)字量的轉(zhuǎn)換，供PC機(jī)采集處理。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/171004.htm
跟隨器為1：1的運(yùn)算放大器，作用是提高信號(hào)調(diào)理電路輸入阻抗，減少輸入信號(hào)失真，降低其他并行測試單元對(duì)模擬信號(hào)的影響。分壓的作用是將±30 V的輸入電壓轉(zhuǎn)換為后續(xù)模擬電路能夠處理的模擬電壓范圍，因?yàn)楦綦x電路無法處理±30 V電壓。隔離電路保證測試單元不能與被測產(chǎn)品共地，消除設(shè)備對(duì)產(chǎn)品信號(hào)的影響，采用1：1的隔離運(yùn)放解決測試設(shè)備與被測產(chǎn)品的連接問題。低通濾波是采用運(yùn)放及電阻電容，去除經(jīng)過隔離運(yùn)放后的模擬信號(hào)中的紋波。由于隔離運(yùn)放在使用時(shí)，兩端會(huì)有一定的偏置電壓誤差，所以用運(yùn)放構(gòu)成加法器對(duì)這個(gè)偏執(zhí)進(jìn)行偏置調(diào)節(jié)。
A／D轉(zhuǎn)換采集選用ADLINK公司的多功能DAQ卡PCI9223，具有16位、32通道、500 kS／s采樣率，輸入阻抗大于1 GΩ，有1 k采樣點(diǎn)輸入FIFO緩存，能滿足模擬信息的采集要求。
3 數(shù)據(jù)處理
PC機(jī)通過PCI總線按幀讀取接收到的數(shù)字遙測信息和模擬遙測信息，將整個(gè)測試時(shí)段的信息組合成獨(dú)立的文件，并將信息全部存儲(chǔ)到PC機(jī)硬盤上。通過數(shù)據(jù)分析軟件解析數(shù)據(jù)，并圖譜顯示全時(shí)段信息，依據(jù)圖譜可快速準(zhǔn)備的判別產(chǎn)品的工作狀態(tài)及故障發(fā)生點(diǎn)。
4 結(jié)束語
該遙測信息接收裝置設(shè)計(jì)采用全時(shí)段、全數(shù)據(jù)接收的思想，數(shù)字遙測信息接收單元以單片機(jī)為核心，提高了測試板對(duì)數(shù)據(jù)的自主處理能力；模擬遙測信息接收單元通過信號(hào)隔離，最大程度減少了設(shè)備對(duì)產(chǎn)品的影響，使用高速A／D采集保證了信號(hào)測試精度；全時(shí)段數(shù)據(jù)接收及圖譜分析使數(shù)據(jù)分析及故障甄別更簡易準(zhǔn)確。通過安裝調(diào)試及大量的實(shí)驗(yàn)表面，該遙測信號(hào)接收裝置工作可靠滿足導(dǎo)彈飛控系統(tǒng)測試要求。
評(píng)論