科學(xué)技術(shù)的發(fā)展在如今這個(gè)高速的社會(huì),發(fā)展速度十分迅猛。國(guó)防科技的發(fā)展對(duì)于一個(gè)國(guó)家來(lái)說(shuō)至關(guān)重要,國(guó)防武器裝備方面也一直隨著科技的進(jìn)步,進(jìn)行著不斷的提升。其中引信的裝定技術(shù)對(duì)于彈丸的精度有著極大的提升,并且使得彈丸的作戰(zhàn)方式也變得多樣化,更加易于適應(yīng)多變的戰(zhàn)場(chǎng)。本文的應(yīng)用背景為大口徑火炮,基于FPGA芯片對(duì)感應(yīng)裝定系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。該系統(tǒng)分為裝定器與接收器兩部分,在彈鏈裝彈的過(guò)程中實(shí)現(xiàn)感應(yīng)裝定。其中裝定器部分通過(guò)USB轉(zhuǎn)串口模塊與上位火控計(jì)算機(jī)進(jìn)行連接。數(shù)據(jù)從上位機(jī)中傳輸?shù)窖b定系統(tǒng)的裝定器中,經(jīng)過(guò)裝定器的一系列編碼、調(diào)制和功率放大加載到初級(jí)線圈上,通過(guò)電磁感應(yīng)的形式傳輸?shù)浇邮掌髦械拇渭?jí)線圈上,然后接收器對(duì)數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)解調(diào)和解碼進(jìn)行還原并校驗(yàn),無(wú)誤后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)。本文首先構(gòu)建感應(yīng)裝定系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案,主要功能由FPGA芯片進(jìn)行實(shí)現(xiàn),使用FPGA可以對(duì)感應(yīng)裝定器的部分硬件電路進(jìn)行集成,并提高數(shù)據(jù)傳輸速率。芯片內(nèi)部代碼采用自上而下的設(shè)計(jì)模式,根據(jù)功能需求對(duì)架構(gòu)及對(duì)各功能模塊逐層進(jìn)行設(shè)計(jì)。裝定器和接收器部分均采用Altera公司的EP4CE10F17C8N型號(hào)的FPGA芯片作為控制芯片。本文中對(duì)感應(yīng)裝... 

【文章來(lái)源】：中北大學(xué)山西省

【文章頁(yè)數(shù)】：89 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

感應(yīng)裝定系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

中北大學(xué)學(xué)位論文14數(shù)據(jù)。振幅鍵控（2ASK）：ASK是通過(guò)振幅的不同來(lái)傳遞制信息，在2ASK中波形的波幅變化只有兩種，分別對(duì)應(yīng)二進(jìn)制中的0和1，如圖2-9所示。圖2-92ASK調(diào)制示意圖Figure.2-9Schematicdiagramof2ASKmodulation感應(yīng)裝定器的工作環(huán)境比較惡劣，因此需要較強(qiáng)的抗干擾能力。在三種調(diào)制方式中頻移鍵控的抗干擾能力要明顯的弱與其他兩者。在調(diào)制的過(guò)程中，相移鍵控和振幅鍵控的調(diào)制方式和難度區(qū)別不大，但是在解調(diào)過(guò)程中，振幅鍵控的解調(diào)更加易于實(shí)現(xiàn)。故在本系統(tǒng)中的調(diào)制方式采用振幅鍵控的模式。振幅鍵控的常用解調(diào)方法有兩種，分別為相干解調(diào)和包絡(luò)檢測(cè)法。相干解調(diào)是接收端要有與發(fā)送端載波頻率相位相同的本地載波，與接收到的信號(hào)相乘的處理，然后經(jīng)過(guò)濾波和采樣判決得到原始信息。但是對(duì)于感應(yīng)裝定系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，給接收端提供與發(fā)送端載波頻率相位相同的波形并不容易。包絡(luò)檢測(cè)則是通過(guò)帶通濾波器，包絡(luò)檢測(cè)，低通濾波和抽樣判決后得到原始信號(hào)。相較而言包絡(luò)檢測(cè)更加適合感應(yīng)裝定系統(tǒng)。2.3本章小節(jié)本章對(duì)感應(yīng)裝定系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，并對(duì)其關(guān)鍵編碼解碼和調(diào)制的相關(guān)技術(shù)進(jìn)行了對(duì)比選擇。包括選用漢明碼編碼進(jìn)行差錯(cuò)控制，選用曼徹斯特編碼將電平攜帶信息轉(zhuǎn)化為電沿?cái)y帶信息，選用振幅鍵控的方式對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)制，包絡(luò)檢測(cè)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行解調(diào)。

中北大學(xué)學(xué)位論文17FPGA的配置，我們?cè)诰C合器QuartusⅡ完成布局布線并綜合完成之后，生成(.sof)文件，通過(guò)JATG口對(duì)芯片進(jìn)行配置，并且JATG口的配置方式在所有的配置方式里優(yōu)先級(jí)最高。JATG口原理圖如圖3-1所示。圖3-1JTAG口管腳分布Figure.3-1JTAGportpindistribution如圖3-1所示，TCK為PC和FPGA芯片的測(cè)試時(shí)鐘信號(hào)接口，其他的信號(hào)都必須與之同步。TDI用于測(cè)試數(shù)據(jù)的輸入，在TCLK上升沿觸發(fā)，寫入數(shù)據(jù)。TDO用于測(cè)試數(shù)據(jù)的輸出，在TCK下降沿觸發(fā)，輸出數(shù)據(jù)。TMS是模式控制管腳，在JTAG芯片內(nèi)部，有一個(gè)16位狀態(tài)機(jī)對(duì)TAP進(jìn)行控制，TMS則是TAP的控制信號(hào)。圖3-2W25Q16的引腳排列圖Figure.3-2PinarrangementdiagramofW25Q16（2）Flash芯片的選擇與設(shè)計(jì)當(dāng)我們需要FPGA的數(shù)據(jù)掉電以后仍然能使用，我們就需將程序固化到掉電不丟失數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器上。固化一般分為主模式和從模式兩種。主模式都是FPGA芯片上電后控制外部存儲(chǔ)器（掉電不丟失數(shù)據(jù)），對(duì)自身進(jìn)行配置。從模式則需要上位機(jī)或者其它的微控制器來(lái)引導(dǎo)配置過(guò)程。為了減少裝定器的體積，選擇主模式進(jìn)行配置。Flash芯片作為配置芯片，也有兩種配置模式，分別是主串模式和主并模式。主并模式是八位或更多位數(shù)據(jù)并行傳輸，速度大大提高，但是基于成本和空間這里使用主串模式，數(shù)據(jù)串行傳輸。這里選擇Flash芯片W25Q16作為配置芯片。存儲(chǔ)空間為16M,高性能串行閃存，

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號(hào)：3414056