基于PXI總線的導彈測試系統(tǒng)研制
發(fā)布時間：2021-07-18 10:04
PXI總線是PCI總線在儀器及測試領域的擴展,它在1997年,由美國國家儀器公司（NI）提出的具有模塊化特點的總線規(guī)范�；赑XI總線的測試系統(tǒng)以其高性價比、優(yōu)異的便攜性、開放的體系結(jié)構(gòu)、易于維護等特點,正在被應用到更多的測試任務中。本文根據(jù)某導彈的實際測試需求,研制完成了一套基于PXI總線的測試系統(tǒng)。本文首先詳細分析了某型號導彈的特點及測試需求,根據(jù)任務提出的各項性能指標,確定了基于PXI總線的測試系統(tǒng)總體設計方案。整個測試系統(tǒng)硬件由PXI-8109嵌入式控制器、PXI-1045機箱、數(shù)據(jù)采集模塊、開關(guān)控制模塊、RS-422與RS-485通訊模塊組成。該測試系統(tǒng)可以實現(xiàn)與彈上設備的通訊,并對彈上基本電氣參數(shù)以及特有參數(shù)的測量,并且滿足測試系統(tǒng)的便攜性以及可靠性要求。然后,又研究了基于Altera公司提供的IP核的PXI總線接口邏輯設計方法,并通過PCI Compiler IP核進行了設計驗證。在研究PXI總線接口技術(shù)的同時,通過對各個功能模塊詳細技術(shù)指標的分析,給出了每個模塊的軟硬件設計方案,并對矩陣開關(guān)模塊的高準確性以及繼電器的快速切換,并行隔離A/D數(shù)據(jù)采集模塊的電磁干擾、誤差分...
【文章來源】：哈爾濱工程大學黑龍江省 211工程院校
【文章頁數(shù)】：67 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
圖２．１?ＮＩ＿ＰＸ卜８１０９嵌入式控制器??（２）?ＰＸＩ－１０４５?機箱??
采用１６進制碼傳送，高位在前，低位在后；停止位１位或２位可設，有無奇偶??校驗可設，６？８個數(shù)據(jù)位可設；具有數(shù)據(jù)存儲空間通訊誤碼率不大于１ＣＴ６。ＲＳ－４２２通??訊模塊原理框圖如圖２．７所示。??ＲＳ－４８５通訊模塊：具有四路獨立可同時工作的４８５接口電路；同步通訊方式，滿??足ＳＤＬＣ／ＨＤＬＣ協(xié)議；通訊率在８００ｋｂｉｔ／ｓ？４Ｍｂｉｔ／ｓ之間可由軟件設定；輸出電路光耦??隔離；Ａ通道、Ｂ通道及Ｃ通道能夠進行每２．５ｍｓ，５ｍｓ，２５ｍｓ，４００ｍｓ準確的通訊命??令發(fā)送和接收應答數(shù)據(jù)并存儲，通訊數(shù)據(jù)量在］６Ｍ字節(jié)以內(nèi)，通訊誤碼率優(yōu)于１（Ｔ６。??ＲＳ－４２２通訊模塊原理框圖如圖２．８所示：??丨?ＳＤＲＡＭ?｜「ＳＤＲＡＭ?｜?［???ｎ?￣￣二：二＋?叫?］??ｎｂｉｚ：?！??接?ＦＰＧＡ實現(xiàn)—－ａｃｌｋｉ－信」??＾?ｌ?＿＿?ＡＤＡＴＡ２．?１?｜｜??３?Ｉ?Ｉ?１?ｔｎ?ＡＤＡＴＡ２－?口??ｐ?路?可?＿——一Ｉ?一?？?＜???；?編?崎?一５?＜?ＡＣＬＫ２＋??．?—￣?程?Ｉ?ＬＩ?＿ｌ，；?Ａ＿ＣＬ＿Ｋ＿２，－＿Ｊ＿?］??線??！?輯?丨?Ｉ?ＤＣ－ＤＣ?｜??ＢＤＡＴＡ１＋?［￣￣［?Ｉ??接１．２Ｖ?電?丨?廠７］?ｇ?ＢＤＡＴＡ１－賃?Ｂ?Ｉ??ｐ?路?＜?１—?ｓ?＜—Ｊ?５?＜?ｂｃｌｋｉ＋?Ｉ??２＿５Ｖ?ｅ?＜?１—?ｓ?＜—?０１?＾?，?ｂｃｌｋｉ－…口??Ｉ?Ｉ?２?Ｌ?＿＿?——?—?—?—?—?—?－４＾＾－—??＾?｜［?ＤＣ－ＤＣ??１
以應對系統(tǒng)對通用性要求；②矩陣開關(guān)應具有高準確性、高可靠性以及快速性；??③矩陣開關(guān)的設計應該具有合理性，防止信號間的干擾。矩陣開關(guān)模塊硬件電路框圖??如圖３．１所示：??Ａ?邏輯控制及接口電路?開關(guān)控制電路?????Ｉ?ＦＰＧＡ＾ａ??￣ＫＨＵＺＩ?通道?１—？??接?——？驅(qū)動芯片?ｉ?：??口??￣？！繼電器丨?通道７—？??Ｐ?？肖？可??：ｓ?？?？?連??總??１?邏？?⑩接??線?１．２Ｖ?？輯?典??接?「——Ｔ?＝?？?？?器??２．５Ｖ?〇路??＿＾繼電器丨?通道２９＿卜??——？驅(qū)動芯片?５?ｉ???????￣？＜繼電器丨?通道３２—？??圖３．１?１６ｘ２通道矩陣開關(guān)模塊硬件電路圖??３．１．３基于ＦＰＧＡ的固件設計??通過使用Ａｌｔｅｒａ的ＰＣＩ接口的ＩＰ控制器，它可以根據(jù)應用靈活配置為主設備或目??標設備。主設備可以主動訪問其它ＰＣＩ總線設備，目標設備只能在ＰＣＩ主設備的控制??下工作。根據(jù)不同的總線寬度的不同，它也可以被配置為３２位或６４位的總線系統(tǒng)。??Ａｌｔｅｒａ的ＰＣＩ－１Ｐ編譯器提供了許多選項來創(chuàng)建用戶自定義的、高性能的ＰＣ１接口設計。??編譯器還包含?ｐｃｉ＿ｍｔ６４?（Ｍａｓｔｅｒ／Ｔａｒｇｅｔ，?６４－ｂｉｔ），?ｐｃｉ＿ｍｔ３２?（Ｍａｓｔｅｒ／Ｔａｒｇｅｔ，?３２－ｂｉｔ），??ｐｃｉ＿ｔ６４?（Ｔａｒｇｅｔ，?６４－ｂｉｔ）和?ｐｃｉ＿ｔ３２?（Ｔａｒｇｅｔ，?３２－ｂｉｔ）功能，同時提供測試仿真文件?Ｖｅｒｉｌｏｇ??ＨＤＬ和ＶＨＤＬ語言
【參考文獻】：
期刊論文
[1]采用虛擬儀器技術(shù)加快測控系統(tǒng)發(fā)展[J]. 白懷軍. 科技傳播. 2013(07)
[2]基于虛擬儀器的空間加速度測量模塊的檢測系統(tǒng)[J]. 宋伶才,董文博,席隆. 國外電子測量技術(shù). 2012(10)
[3]基于IP Core的PXI Express接口DMA引擎設計[J]. 劉兆慶,杜威達,朱雨,張毅剛. 電子測量技術(shù). 2012(07)
[4]基于PXI的自動化測試系統(tǒng)設計[J]. 姚遠. 電子測量技術(shù). 2012(06)
[5]PXI總線射頻信號綜合測試模塊設計[J]. 齊永龍,鄒建. 國外電子測量技術(shù). 2012(05)
[6]一種多通道自動掃描A/D轉(zhuǎn)換模塊的設計[J]. 賈曉華. 計算機測量與控制. 2011(10)
[7]下一代自動測試系統(tǒng)的核心:合成儀器系統(tǒng)[J]. 黃盛霖,沈聰輝,孫偉超,蔡翔,劉潤杰. 電子測量技術(shù). 2011(05)
[8]基于多通信模式的分布式測控系統(tǒng)設計與應用[J]. 方琨,王渝,李靖軍. 計算機測量與控制. 2010(05)
[9]便攜式維修檢測組合（PMA-PIP）系統(tǒng)的設計[J]. 蘇建軍,朱紅,劉繼偉,范麗. 計算機測量與控制. 2009(12)
[10]基于CompactRIO的便攜式導彈自動測試系統(tǒng)設計[J]. 劉斌友,王雪梅. 彈箭與制導學報. 2009(01)
碩士論文
[1]PXI總線雷達自動測試系統(tǒng)研制[D]. 朱宇杰.哈爾濱工業(yè)大學 2011
[2]基于PXI總線的檢測系統(tǒng)研制[D]. 夏彥超.哈爾濱工業(yè)大學 2010
[3]通用自動測試系統(tǒng)在火箭發(fā)動機地面試驗中的研究與應用[D]. 謝龍.國防科學技術(shù)大學 2006
[4]基于PCI/CPCI總線的高速數(shù)據(jù)采集卡的設計與實現(xiàn)[D]. 王偉楠.西安電子科技大學 2004
[5]PXI總線測試系統(tǒng)的設計與開發(fā)[D]. 萬能.西北工業(yè)大學 2001
本文編號：3289357
【文章來源】：哈爾濱工程大學黑龍江省 211工程院校
【文章頁數(shù)】：67 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
圖２．１?ＮＩ＿ＰＸ卜８１０９嵌入式控制器??（２）?ＰＸＩ－１０４５?機箱??
采用１６進制碼傳送，高位在前，低位在后；停止位１位或２位可設，有無奇偶??校驗可設，６？８個數(shù)據(jù)位可設；具有數(shù)據(jù)存儲空間通訊誤碼率不大于１ＣＴ６。ＲＳ－４２２通??訊模塊原理框圖如圖２．７所示。??ＲＳ－４８５通訊模塊：具有四路獨立可同時工作的４８５接口電路；同步通訊方式，滿??足ＳＤＬＣ／ＨＤＬＣ協(xié)議；通訊率在８００ｋｂｉｔ／ｓ？４Ｍｂｉｔ／ｓ之間可由軟件設定；輸出電路光耦??隔離；Ａ通道、Ｂ通道及Ｃ通道能夠進行每２．５ｍｓ，５ｍｓ，２５ｍｓ，４００ｍｓ準確的通訊命??令發(fā)送和接收應答數(shù)據(jù)并存儲，通訊數(shù)據(jù)量在］６Ｍ字節(jié)以內(nèi)，通訊誤碼率優(yōu)于１（Ｔ６。??ＲＳ－４２２通訊模塊原理框圖如圖２．８所示：??丨?ＳＤＲＡＭ?｜「ＳＤＲＡＭ?｜?［???ｎ?￣￣二：二＋?叫?］??ｎｂｉｚ：?！??接?ＦＰＧＡ實現(xiàn)—－ａｃｌｋｉ－信」??＾?ｌ?＿＿?ＡＤＡＴＡ２．?１?｜｜??３?Ｉ?Ｉ?１?ｔｎ?ＡＤＡＴＡ２－?口??ｐ?路?可?＿——一Ｉ?一?？?＜???；?編?崎?一５?＜?ＡＣＬＫ２＋??．?—￣?程?Ｉ?ＬＩ?＿ｌ，；?Ａ＿ＣＬ＿Ｋ＿２，－＿Ｊ＿?］??線??！?輯?丨?Ｉ?ＤＣ－ＤＣ?｜??ＢＤＡＴＡ１＋?［￣￣［?Ｉ??接１．２Ｖ?電?丨?廠７］?ｇ?ＢＤＡＴＡ１－賃?Ｂ?Ｉ??ｐ?路?＜?１—?ｓ?＜—Ｊ?５?＜?ｂｃｌｋｉ＋?Ｉ??２＿５Ｖ?ｅ?＜?１—?ｓ?＜—?０１?＾?，?ｂｃｌｋｉ－…口??Ｉ?Ｉ?２?Ｌ?＿＿?——?—?—?—?—?—?－４＾＾－—??＾?｜［?ＤＣ－ＤＣ??１
以應對系統(tǒng)對通用性要求；②矩陣開關(guān)應具有高準確性、高可靠性以及快速性；??③矩陣開關(guān)的設計應該具有合理性，防止信號間的干擾。矩陣開關(guān)模塊硬件電路框圖??如圖３．１所示：??Ａ?邏輯控制及接口電路?開關(guān)控制電路?????Ｉ?ＦＰＧＡ＾ａ??￣ＫＨＵＺＩ?通道?１—？??接?——？驅(qū)動芯片?ｉ?：??口??￣？！繼電器丨?通道７—？??Ｐ?？肖？可??：ｓ?？?？?連??總??１?邏？?⑩接??線?１．２Ｖ?？輯?典??接?「——Ｔ?＝?？?？?器??２．５Ｖ?〇路??＿＾繼電器丨?通道２９＿卜??——？驅(qū)動芯片?５?ｉ???????￣？＜繼電器丨?通道３２—？??圖３．１?１６ｘ２通道矩陣開關(guān)模塊硬件電路圖??３．１．３基于ＦＰＧＡ的固件設計??通過使用Ａｌｔｅｒａ的ＰＣＩ接口的ＩＰ控制器，它可以根據(jù)應用靈活配置為主設備或目??標設備。主設備可以主動訪問其它ＰＣＩ總線設備，目標設備只能在ＰＣＩ主設備的控制??下工作。根據(jù)不同的總線寬度的不同，它也可以被配置為３２位或６４位的總線系統(tǒng)。??Ａｌｔｅｒａ的ＰＣＩ－１Ｐ編譯器提供了許多選項來創(chuàng)建用戶自定義的、高性能的ＰＣ１接口設計。??編譯器還包含?ｐｃｉ＿ｍｔ６４?（Ｍａｓｔｅｒ／Ｔａｒｇｅｔ，?６４－ｂｉｔ），?ｐｃｉ＿ｍｔ３２?（Ｍａｓｔｅｒ／Ｔａｒｇｅｔ，?３２－ｂｉｔ），??ｐｃｉ＿ｔ６４?（Ｔａｒｇｅｔ，?６４－ｂｉｔ）和?ｐｃｉ＿ｔ３２?（Ｔａｒｇｅｔ，?３２－ｂｉｔ）功能，同時提供測試仿真文件?Ｖｅｒｉｌｏｇ??ＨＤＬ和ＶＨＤＬ語言
【參考文獻】：
期刊論文
[1]采用虛擬儀器技術(shù)加快測控系統(tǒng)發(fā)展[J]. 白懷軍. 科技傳播. 2013(07)
[2]基于虛擬儀器的空間加速度測量模塊的檢測系統(tǒng)[J]. 宋伶才,董文博,席隆. 國外電子測量技術(shù). 2012(10)
[3]基于IP Core的PXI Express接口DMA引擎設計[J]. 劉兆慶,杜威達,朱雨,張毅剛. 電子測量技術(shù). 2012(07)
[4]基于PXI的自動化測試系統(tǒng)設計[J]. 姚遠. 電子測量技術(shù). 2012(06)
[5]PXI總線射頻信號綜合測試模塊設計[J]. 齊永龍,鄒建. 國外電子測量技術(shù). 2012(05)
[6]一種多通道自動掃描A/D轉(zhuǎn)換模塊的設計[J]. 賈曉華. 計算機測量與控制. 2011(10)
[7]下一代自動測試系統(tǒng)的核心:合成儀器系統(tǒng)[J]. 黃盛霖,沈聰輝,孫偉超,蔡翔,劉潤杰. 電子測量技術(shù). 2011(05)
[8]基于多通信模式的分布式測控系統(tǒng)設計與應用[J]. 方琨,王渝,李靖軍. 計算機測量與控制. 2010(05)
[9]便攜式維修檢測組合（PMA-PIP）系統(tǒng)的設計[J]. 蘇建軍,朱紅,劉繼偉,范麗. 計算機測量與控制. 2009(12)
[10]基于CompactRIO的便攜式導彈自動測試系統(tǒng)設計[J]. 劉斌友,王雪梅. 彈箭與制導學報. 2009(01)
碩士論文
[1]PXI總線雷達自動測試系統(tǒng)研制[D]. 朱宇杰.哈爾濱工業(yè)大學 2011
[2]基于PXI總線的檢測系統(tǒng)研制[D]. 夏彥超.哈爾濱工業(yè)大學 2010
[3]通用自動測試系統(tǒng)在火箭發(fā)動機地面試驗中的研究與應用[D]. 謝龍.國防科學技術(shù)大學 2006
[4]基于PCI/CPCI總線的高速數(shù)據(jù)采集卡的設計與實現(xiàn)[D]. 王偉楠.西安電子科技大學 2004
[5]PXI總線測試系統(tǒng)的設計與開發(fā)[D]. 萬能.西北工業(yè)大學 2001
本文編號：3289357
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