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摘要伴随着科技时代以及军事革命的发展，现代人类军事竞争进入数字信息化时代。雷达，作为现代军事竞争中的必不可少的工具，随着技术的发展以及技术指标的提高，已经发展的越来越复杂，越来越精密，设备的文护问题也越来越突出，由此，研究专业的自动化测试诊断系统已经成为迫在眉睫的需求，这对于雷达的安全性、可靠性与寿命是非常关键的。本文针对某雷达设备的检修与文护，设计了可以检测设备中多种电路板故障的故障诊断仪,主要工作：（1）完成了基于 cycloneⅢ FPGA 和 ARM 的信号产生单元硬件电路的设计及调试；（2）完成终端界面软件开发；（3）整机测试，对雷达电路板故障进行诊断，并完成对诊断结果的存档。 30908
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毕业论文关键词 电路设计 故障诊断 ARM FPGA 界面开发
Title Design and realization of the circuit board fault diagnosis instrument
Abstract With the development of science times, technology and military revolution, modern military competition enters the era of digital information. Radar, as an indispensable tool in the modern military competition, with the improvement of technology and strict technical requirements, is more and more complex and precise. The problem of equipment maintenance is more and more outstanding. Thus, studies of professional automatic system to diagnose faults are urgently demanded. These studies are crucial to the safety, reliability and service life of the radar. In this paper, the fault diagnosis is designed for the equipment of radars maintenance, which can test equipment in a variety of circuit boards. The main work is as follow: (1) The design and debugging for the hardware circuit of the signal generation unit based on cyclone III FPGA and ARM are completed; (2) The design of the terminal interface software is completed; (3) Complete the whole test to diagnose the faults of the radar circuit board, and the results of the fault diagnosis are saved.
Keywords Circuit design Fault diagnosis ARM FPGA Interface design
目录
1绪论1
1.1背景及研究意义.1
1.2国内外研究现状.1
1.3发展趋势...2
1.4本论文结果与内容概述...2
2诊断仪总体设计...4
2.1电路板故障诊断仪框图...4
2.2电源单元...4
2.3信号产生单元...5
2.3.1组成框架..5
2.3.2主要技术指标..5
2.3.3信号产生板的具体功能..6
2.4数据采集单元...9
2.5显控单元..10
3信号产生单元电路设计12
3.1总体框图..12
3.2ARM系统电路设计...12
3.2.1供电电路.13
3.2.2存储电路设计.15
3.2.3JTAG调试模块16
3.2.4时钟和复位电路...17
3.2.5以太网接口...18
3.2.6串行接口.19
3.2.7D/A电路.19
3.3FPGA系统电路设计.19
3.3.1配置电路.20
3.3.2D/A电路.21
3.4PCB设计...22
4软件部分设计24
4.1ARM主程序流程.24
4.2终端软件程序设计..27
4.2.1软件终端界面开发工具MFC.27
4.2.2终端界面设计.27
4.2.3网络通信模块程序设计.29
4.2.4终端软件程序工作流程.30
5测试结果...34
结论..38
致谢..39
参考文献...40
1 绪论 1.1 背景及研究意义 伴随着科技时代以及军事革命的发展，现代人类军事竞争进入数字信息化时代。为了提高军队的各种竞争能力，包括电子战、侦查与反侦察等一些现代化战争模式，对部队使用先进的数字化包装。雷达，作为现代军事竞争中的必不可少的工具，睡着技术的发展以及技术指标的提高，已经发展的越来越复杂，越来越精密，设备的文护问题也越来越突出，仅仅靠以往的人员文护逐渐无法满足要求，但是这些问题又很大程度上影响设备的准确性。由此，研究专业的自动化测试诊断系统已经成为迫在眉睫的需求，这对于雷达的安全性、可靠性与寿命是至关重要的。 1.2 国内外研究现状 雷达的故障诊断技术，即通过某些方法来获得需要检测的电路的有关信息并进行处理分析，与正常工作时的信息比较，判断出是否与应有的功能一致。若一致，则通过，若不一致，进一步分析故障产生部位、原因等因素。当代计算机技术快速发展，人工智能被广泛应用，世界各国在故障诊断的理论和应用方面取得了重大成果。目前，存在很多方式来诊断故障，其中，主要方法是基于人工智能的手段。在人工智能领域，研究较多的是建立在专家系统、神经网络与故障树诊断理论智商的内容[1]。每种方法均存在不同程度的不足，比如专家系统必须获取大量的专家知识，且更新速度必须足够快，做到这两点是比较困难的；而建立在神经网络之上的诊断方法需要以被测对象的每个故障模型与网络的输出元对应为前提。 雷达的故障诊断的研究是以提高诊断的可靠性、隔离率为目的，由此，一旦系统出现故障便能够及时的进行故障的诊断与定位。为了这一目的，各国投入了不少人力物力，且取得了较大成果。我国的雷达故障诊断起步较晚，但是通过努力与研究，依然取得看很多成功。故障诊断与自动控制在雷达设备上的诊断与文护有巨大作用，现阶段这方面的技术主要向与人工智能相结合以提高效率及有效性的方向深入研究。 1.3 发展趋势 （1）基于雷达电路板的诊断，需重视与实际应用结合。有一种做法是分层分级处理，对于一个复杂的实际系统，分为子级系统，对于设备的诊断问题，解析模型的诊断具有一定的优势，对于一个局部子系统，能够较易的把握它的故障机制，易于建模，在各类技术模型化处理已经成熟的当今，这种成果可以在故障诊断中充分利用。 （2）故障诊断的多元化，通过整合表面现象与知识，探索更深层次的知识与学习方法，是当今各种诊断所面临及需要解决的难题。 （3）鲁棒性的研究是故障诊断算法的一个热点，在诊断知识以及信号处理过程中，不确定性的问题也是需要着重考虑的。 （4）作为一个重要的方向，混合动态的雷达诊断为离散与连续特性有的问题提供了理论与应用基础。 在这方面，面临的不单是连续算法离散化的问题，包括一些信号的采样、通信等实际问题。 （5）在专家系统中引入人工神经网络的学习机制，使它具备学习功能，从而满足适应更新的需要。 （6）对于雷达故障诊断，多种方法相结合，取长补短以适应实际的情况需要。随着计算机技术和网络通信的发展应用，建立综合智能的诊断系统以解决雷达的故障发现、诊断、预报等多功能的智能集成系统，以满足实际需要、提高可靠性与安全性。
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