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摘要本文针对弹载应用设计制作了一个参数记录仪。本设计要采集9路数据信号，其中包含一路高频加速度信号。本文选择可承受10000g冲压强度的加速度传感器来完成对高频加速度信号的获取，使用LTC1415芯片和AD9215芯片分别采集低频和高频数据信号。并使用Spartan 3E系列的XC3S250E作主控芯片，Flash芯片K9K8G08U0A作为存储介质，以及232串口和SD卡两种通信方式完成了本记录仪的时序控制、数据存储和通信的设计。本文给出了各个部分的设计思路、参数选型和硬件电路图以及软件仿真图。并绘制了PCB电路板，给出了PCB电路板的实物图。最后对数据采集、存储和通信系统进行了联试，验证了本设计的正确性。32610
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关键词 参数记录仪 数据采集 FPGA Flash存储 时序仿真
毕业论文设计说明书外文摘要
Title Design of data acquisition, storage and communication modules in test system
Abstract
A parameters recorder specific to bomb-borne application is designed in this paper.Nine-way data signals are collected and one of ways is the high frequency acceleration signal.A acceleration sensor that can withstand 10000g punching strength is chosen to complete the high frequency acceleration signal acquisition. The LTC1415 and AD9215 chips are used to collect low frequency and high frequency data signals respectively.By using XC3S250E belonging to Spartan 3E series as the main chip,using Flash chip K9K8G08U0A as the storage medium and using 232 serial port and SD card as communication modes,the sequential control,data storage and data communication modules of this parameters recorder are designed.The design ideas, parameter selection,circuit diagram of the hardware and the software simulation diagram are given,as well as the PCB physical diagram.Finally,the joint-test of the data acquisition, storage, and communication systems is conducted, validating the correctness of the design.
Keywords parameters recorder, data acquisition, FPGA, Flash storage,
timing simulation
目 次
1 绪论 1
1.1 研究的背景和意义 1
1.2 国内外研究现状 1
1.3 本课题主要研究内容 3
2 数据采集、存储和通信模块方案设计 4
2.1 数据采集、存储与通信模块原理框图 4
2.2数据采集原理及参数选型 4
2.3数据存储参数选型 7
2.4数据通信参数选型 7
2.5本章小结8
3 数据采集、存储通信模块硬件设计 9
3.1 传感器电路设计 9
3.2 信号输入调理与AD采样电路模块 11
3.3 控制电路设计16
3.4 数据存储电路设计 19
3.5 数据通信电路设计 20
3.6 电源电路设计 22
3.7 PCB电路板的绘制 23
3.8 本章小结 24
4 数据采集、存储通信模块软件设计 25
4.1 Flash读写设计 25
4.2 ADC设计 29
4.3 UART设计 31
4.4 FIFO设计 33
4.5本章小结 34
5 系统联试 35
5.1 调试过程与结果 35
5.2 本章小结 37
结论 38
致谢 39
参考文献40
1 绪论
1.1 研究的背景和意义
近年来， 子通信工业的快 展下，数据采集存储通信系统也在很多领域得到了 泛的运用。就武器方面来说，武器装备的发展离不开相应的测试技术，特别是对于具有复杂的设计、较长的耗时，较高成本的精确制导炮弹装备，很好地应用测试技术可以给研究带来很大的方便[1]。这种现状在很大程度上的推动了准确实时记录测试系统中的数据的技术的发展。弹载数据记录仪是武器测试系统中的一个重要部分，在弹体的整个飞行测试过程中实时采集待测数据并存储好，然后到实验室将存储的数 送到PC机进行详细的观察分析。记录的数据包括飞行过程中的弹体姿态参数，弹体的各个方向发动机的点火信号、各路电压的启动信号等多路控制信号。为了使弹 据记录仪可以承受比较 冲击振动以及落地 并可以在严格恶劣的环境下依然不受影响的获取正确测试数据，所以整体灌封技术使用的越来越广泛[2]。可见 中的数 集、存储与通信的重要性和研究意义。