本文關(guān)鍵詞：基于STM32和CPLD的激光測距板測試系統(tǒng)

  更多相關(guān)文章： 激光測距板 測試系統(tǒng) 信號模擬器 CPLD STM32

【摘要】：激光測距板的大規(guī)模生產(chǎn)中,人工質(zhì)量檢測和功能驗證不僅耗時而且效率較低,對自動化測試設(shè)備有較大的需求。激光測距板自動化檢測系統(tǒng)的關(guān)鍵在于關(guān)鍵位置的信號采樣和測距功能信息的獲取。然而,這些信息通常很難得到,因為激光測距一般是在戶外進行,需要較大的空間和不同距離的靶標。為解決上述問題,本文,首先對該課題的研究背景和研究現(xiàn)狀進行了綜述,并從理論上分析了激光測距和激光測距板測試的原理。其次,設(shè)計了一種模擬激光飛行距離的信號模擬器,它可以模擬激光從脈沖觸發(fā)到雪崩型光電二極管探測接收回波的飛行時間,在此基礎(chǔ)上,完成了系統(tǒng)的總體架構(gòu)設(shè)計。再次,基于STM32控制器和CPLD設(shè)計、實現(xiàn)了激光測距板的測試系統(tǒng),完成了系統(tǒng)A/D、D/A模塊、串行通信模塊、頻率測量模塊等各模塊的軟硬件設(shè)計。同時,為本系統(tǒng)設(shè)計、實現(xiàn)了基于MFC的上位機軟件。最后對本系統(tǒng)各模塊進行了測試,并對測試結(jié)果進行了分析和總結(jié)。本課題中,主要有兩點創(chuàng)新和改進：首先,采用一種新的策略來模擬測距靶標的距離,即采用基于CPLD的定時控制單元,控制高速模擬開關(guān)的通斷狀態(tài),從而可以精確地模擬激光的飛行時間。將D/A模塊用于控制所述激光回波電脈沖的幅度,從而產(chǎn)生自帶的高精度時間差和振幅可調(diào)型激光回波電脈沖。通過這些,激光距離模擬源可以在室內(nèi)模擬不同距離的目標。其次,上位機軟件借助專家系統(tǒng)的思想根據(jù)激光測距板的關(guān)鍵測試點的電壓、頻率信號和激光測距的測量信息,診斷測距板的功能和質(zhì)量,使得它可以在室內(nèi)進行高效率的測試和維修。實驗表明,該測試系統(tǒng)在質(zhì)量檢測、功能驗證以及它的模擬測距方面表現(xiàn)良好。該系統(tǒng)在大規(guī)模生產(chǎn)的激光測距板的自動檢測方面有較大的應(yīng)用前景。
【關(guān)鍵詞】：激光測距板 測試系統(tǒng) 信號模擬器 CPLD STM32
【學位授予單位】：東南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TH744.5
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第一章 緒論8-12
• 1.1 研究背景和意義8
• 1.2 國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀8-9
• 1.3 研究目的和主要內(nèi)容9-10
• 1.3.1 研究目的9
• 1.3.2 主要內(nèi)容9-10
• 1.4 本文的章節(jié)安排10-12
• 第二章 系統(tǒng)原理與架構(gòu)12-30
• 2.1 激光測距原理12-21
• 2.1.1 脈沖式激光測距原理12-13
• 2.1.2 激光發(fā)射、接收高壓驅(qū)動原理13-18
• 2.1.3 激光大氣傳輸特性分析18-19
• 2.1.4 激光測距性能方程19-21
• 2.2 方案分析21-27
• 2.2.1 需求分析21
• 2.2.2 方案選型21-22
• 2.2.3 芯片選型22-23
• 2.2.4 關(guān)鍵信號測量方案分析23-24
• 2.2.5 距離模擬源的設(shè)計24-25
• 2.2.6 激光測距板檢測點的選取25-27
• 2.3 系統(tǒng)總體架構(gòu)27-28
• 2.4 本章小結(jié)28-30
• 第三章 系統(tǒng)的硬件設(shè)計30-40
• 3.1 電源模塊30
• 3.2 信號采集調(diào)理模塊30-33
• 3.3 繼電器控制模塊33
• 3.4 CPLD最小系統(tǒng)33-34
• 3.5 模擬回波模塊34-35
• 3.6 MCU最小系統(tǒng)35-36
• 3.7 RS232通信模塊36-37
• 3.8 PCB設(shè)計37-38
• 3.8.1 抗干擾設(shè)計37
• 3.8.2 器件布局、布線37-38
• 3.9 本章小結(jié)38-40
• 第四章 基于CPLD/MCU的軟件設(shè)計與實現(xiàn)40-58
• 4.1 基于CPLD/MCU的軟件設(shè)計流程40-41
• 4.1.1 總體流程40
• 4.1.2 模擬測距的流程40-41
• 4.2 軟件開發(fā)工具41-42
• 4.3 基于CPLD的軟件設(shè)計與實現(xiàn)42-44
• 4.3.1 串行通信模塊設(shè)計與實現(xiàn)42-43
• 4.3.2 計時器模塊設(shè)計與實現(xiàn)43-44
• 4.4 通信協(xié)議的設(shè)計與實現(xiàn)44-45
• 4.5 基于MCU的軟件設(shè)計與實現(xiàn)45-56
• 4.5.1 系統(tǒng)資源分配45
• 4.5.2 主程序框架45-47
• 4.5.3 中斷程序框架47-49
• 4.5.4 ADC、DAC模塊49-51
• 4.5.5 串口通信模塊51-53
• 4.5.6 頻率測量模塊53-54
• 4.5.7 GPIO模擬串行通信54-56
• 4.6 本章小結(jié)56-58
• 第五章 基于MFC的上位機軟件的設(shè)計與實現(xiàn)58-68
• 5.1 功能需求分析58
• 5.2 主控界面設(shè)計58-60
• 5.3 主要類和函數(shù)的設(shè)計60-61
• 5.4 故障診斷模塊的設(shè)計與實現(xiàn)61-66
• 5.4.1 基于二叉樹表示的故障分析方法61-63
• 5.4.2 基于文本文件的故障表示方法63-64
• 5.4.3 面向故障描述文件的故障定位方法64-66
• 5.5 本章小結(jié)66-68
• 第六章 系統(tǒng)測試與分析68-74
• 6.1 測試方案68-69
• 6.1.1 測試環(huán)境68
• 6.1.2 被測對象68-69
• 6.2 測試過程69-71
• 6.2.1 測試板測試69-70
• 6.2.2 上位機測試70-71
• 6.2.3 故障診斷測試71
• 6.3 結(jié)論71-72
• 6.4 本章小結(jié)72-74
• 第七章 總結(jié)與展望74-76
• 7.1 工作總結(jié)74
• 7.2 主要創(chuàng)新點74
• 7.3 進一步研究思路74-75
• 7.4 前景展望75-76
• 參考文獻76-78
• 致謝78-80
• 攻讀碩士學位期間所獲成果80-82
• 附錄A 激光測距檢測板PCB82-83
• 附錄B 激光測距檢測板原理圖83-84
• 附錄C 被測激光測距板原理圖84-85
• 附錄D 激光測距板測試系統(tǒng)支架85

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