立項(xiàng)_方案設(shè)計(jì)報(bào)告

1、密別 階段進(jìn)機(jī)號(hào) 分類號(hào) 所藏號(hào)名稱 HY-2陀螺LTU線路盒專用 測試設(shè)備方案設(shè)計(jì)報(bào)告編號(hào)共 頁編寫：校對：審核：會(huì)簽：標(biāo)檢：批準(zhǔn)：北京康拓科技開發(fā)總公司目錄1 概述 62 引用文件 63 需求分析 63.1 整體結(jié)構(gòu) 錯(cuò) 誤!未定義書簽。3.2 專用電源 73.3 測控箱 錯(cuò) 誤!未定義書簽。3.3.1 脈沖采樣要求 73.3.2 恒流源要求 83.3.3 模擬信號(hào)測量要求 83.4 計(jì)算機(jī) 83.4.1 測控箱前面板 83.4.2 測控箱后面板 93.5 被測對象總結(jié) 94 測試設(shè)備硬件方案設(shè)計(jì) 104.1 測控箱 234.1.1 APCI5096 244.1.2 GX5871 244.

2、1.3 GX5872 254.1.4 GXRCIO 264.1.5 APCI5488 264.1.6 APCI5487 274.1.7 GX5488 284.1.8 GXJDQ 284.1.9 ZTLI1 294.1.10 前面板設(shè)計(jì) 294.2 電源箱 314.2.1 電源輸入指標(biāo) 314.2.2 輸出電壓及功率 324.2.3 調(diào)整率 324.2.4 顯示精度 324.2.5 保護(hù)功能 324.2.6 輸出紋波 324.2.7 程控 324.3 上位機(jī) 334.4 溫度傳感器 334.5 展開箱 344.6 測試電纜 345 信號(hào)處理方法 115.1 單脈沖信號(hào)輸出 115.2 脈沖寬度采

3、集 125.3 連續(xù)脈沖輸出 125.4 個(gè)數(shù)脈沖輸出 135.5 連續(xù)脈沖計(jì)數(shù) 145.6 定時(shí)脈沖計(jì)數(shù) 145.7 觸發(fā)脈沖計(jì)數(shù) 155.8 動(dòng)量輪轉(zhuǎn)速采集 155.9 異步串口發(fā)送 175.10 異步串口接收 195.11 串口應(yīng)答 206 軟件方案 356.1 軟件需求分析 356.2 軟件開發(fā)與運(yùn)行平臺(tái) 356.4 測控箱軟件主要模塊流程圖 356.5 計(jì)算機(jī)軟件設(shè)計(jì)方案 357 接口設(shè)計(jì) 357.1 機(jī)械接口 357.2 電接口 357.2.1 RS422 接口電路 357.2.2 脈沖輸出 367.2.3 脈沖輸入 377.2.4 模擬量采集 377.2.5 模擬量輸出 387.

4、2.6 恒流源輸出 387.2.7 電源電壓調(diào)理 387.2.8 電源電流調(diào)理 397.2.9 繼電器控制 398 可靠性設(shè)計(jì) 409 安全性設(shè)計(jì) 439.1 對測試人員的安全性設(shè)計(jì) 439.2 對被測對象的安全性設(shè)計(jì) 439.3 對測試設(shè)備的安全性設(shè)計(jì) 4410 熱設(shè)計(jì) 4211 可維修性設(shè)計(jì) 4012 可校準(zhǔn)性設(shè)計(jì) 4413 電磁兼容性設(shè)計(jì) 4115 遺留問題 4516 結(jié)論 45附錄 A 設(shè)備清單 46附錄 B 文件清單 471概述本文根據(jù)ZY-3慣性姿態(tài)敏感器地面測試設(shè)備任務(wù) 介紹了并 ZY-3慣性姿態(tài)敏感器地面測試設(shè)備 （以下簡稱測試設(shè)備）的設(shè)計(jì)， 主要內(nèi)容包括：方案選擇、系統(tǒng)組成、

5、工作原理、對外接口、可靠性、 安全性以及其它方面的描述。2引用文件任務(wù)書編號(hào)GJB1622-93GJB450A-2004QJ2109.2-91Q/W 416-93企業(yè)標(biāo)準(zhǔn) Q/HDKTK002-2007XX測試設(shè)備任務(wù)書航空電氣和電子設(shè)備的測試設(shè)備通用規(guī)范 裝備可靠性工作通用要求專用測試設(shè)備通用設(shè)計(jì)要求衛(wèi)星電氣測試設(shè)備安全要求APCI5000系列工業(yè)控制機(jī)技術(shù)規(guī)范3需求分析3.1 整體需求總體描述測試設(shè)備的需求，并提供測試系統(tǒng)整體框圖。一般可從 任務(wù)書中提煉。3.2 功能與組成較為詳細(xì)地描述測試設(shè)備的需求，一般可從任務(wù)書中提煉。 測試設(shè)備包括測控箱、專用電源、計(jì)算機(jī)、高精度數(shù)字電壓表和 存儲(chǔ)示

6、波器、高精度低速轉(zhuǎn)臺(tái)、陀螺測試工裝等。測試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如 圖1所示被測試產(chǎn)品圖1測試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖被測對象含4件產(chǎn)品：陀螺組件1和陀螺線路1為3通道慣性姿態(tài)敏感器、陀螺組件2和陀螺線路2為6通道慣性姿態(tài)敏感器。3.3設(shè)備各組成部分的性能指標(biāo)或要求較為詳細(xì)地描述測試設(shè)備的性能指標(biāo)要求，一般可從任務(wù)書中提煉。331專用電源根據(jù)任務(wù)書要求，本測試設(shè)備需為被測對象提供 N路電源。 指標(biāo)如下：通道電壓值范圍電流精度紋波電源1+ 28V± 15%10A1%<750mV(p-p)電源2+ 20V± 15%2.5A1%<200mV(p-p)脈沖采樣要求測控箱可以對陀螺輸出的42路脈沖

7、信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，可以設(shè)置采 樣頻率、采樣個(gè)數(shù)，并在測控箱前面板顯示。脈沖計(jì)數(shù)可以設(shè)為定周 期模式或者累加模式，可通過計(jì)算機(jī)對脈沖計(jì)數(shù)進(jìn)行采集控制和顯 示、存儲(chǔ)處理。采樣計(jì)數(shù)周期從0.05s1min可以設(shè)定。定時(shí)精度要求優(yōu)于10-5秒，脈沖計(jì)數(shù)精度10-5。脈沖量特性見表1表1 脈沖量特性脈沖高電平脈沖低電平脈沖寬度輸出阻抗脈沖頻率通道數(shù)陀螺線路145.5V01.0V45 卩 s150k Q050kHz6陀螺線路2812V01.0V45 卩 s20k Q050kHz12*3=36333恒流源要求要求輸出3路恒流源，各路間相互隔離。每一路恒流源的輸出為 浮地。恒流源輸出的范圍為：-8mA8mA ;恒

8、流源輸出的大小和極 性可通過計(jì)算機(jī)控制輸出；恒流源輸出的穩(wěn)定精度能夠滿足最大誤差 小于 2X 10-4mA。模擬信號(hào)測量要求要求測量9個(gè)陀螺測量通道輸出共36路電壓信號(hào)。被測信號(hào)輸 出阻抗5kQ。電壓測量精度誤差V0.01V。各路待測模擬信號(hào)特性見 表2。表2模擬信號(hào)特性表信號(hào)類別數(shù)量信號(hào)特性溫度信號(hào)905 ( ±).2) V馬達(dá)信號(hào)90 ( ±).04) 5 ( ±).04) V速率信號(hào)90 ( ±).2) 5 ( ±).2) V :應(yīng)急信號(hào)9-5 ( ±).5) 5 ( ±).2) V計(jì)算機(jī)主流配置。測控箱前面板a. 液

9、晶顯示屏。b. 顯示屏上顯示測試數(shù)據(jù)和參數(shù)設(shè)置，并且能進(jìn)行各種功能設(shè)定 和界面切換。液晶屏下方為多功能按鍵，根據(jù)液晶屏上顯示對應(yīng) 的功能操作。c. 產(chǎn)品加電/切電開關(guān)（每個(gè)開關(guān)都有指示燈）。d. 采用非自鎖開關(guān)，開關(guān)按下一次，產(chǎn)品加電，指示燈亮；再按下一 次，產(chǎn)品斷電，指示燈熄滅要求能夠通過程序控制產(chǎn)品加電和切 電,并且通過指示燈顯示當(dāng)前加電狀態(tài) .即指示燈亮,表示產(chǎn)品對 應(yīng)電源已經(jīng)加上；指示燈滅，表示產(chǎn)品對應(yīng)電源已經(jīng)切斷.e. 220V電源開關(guān)（有指示燈）。f. 測控箱使用的電源的加電/切電開關(guān).特別注意，應(yīng)將測控箱使 用的電源與產(chǎn)品使用的電源嚴(yán)格分開，不得共用電源.g. USB/鍵盤/鼠標(biāo)

10、/顯示器接口h. 可通過前面板插入鍵盤/鼠標(biāo)后操作測控箱軟件.通過USB傳 遞數(shù)據(jù)。337測控箱后面板后面板上部為電壓和負(fù)載電阻測試孔，要求測試孔應(yīng)無金屬裸 露，以防止電源短路。最好設(shè)計(jì)有保護(hù)蓋，在不使用時(shí)可以蓋上并鎖 緊。插座的接點(diǎn)定義要求見接點(diǎn)定義IDS表文件。接地樁與機(jī)殼的搭接電阻小于10mQ,接地樁與電源地和信號(hào)的 絕緣電阻大于20M Q。3.4 被測對象總結(jié)主要功能由測控箱完成。測控箱處理的各種信號(hào)類型和通道數(shù)量 見表3表3測控箱處理信號(hào)統(tǒng)計(jì)信號(hào)類型信號(hào)類型通道數(shù)量脈沖計(jì)數(shù)見表142模擬量采集見表236恒流源輸出-8mA 8mA3溫度傳感器-50 +100C8電源電壓見電源要求6電源

11、電流見電源要求20電源控制見電源要求204方案確定和系統(tǒng)構(gòu)成4.1 萬案確定本測試設(shè)備的設(shè)計(jì)的確定應(yīng)依據(jù)以下原則：a. 充分考慮任務(wù)書的要求；b. 總結(jié)我公司設(shè)計(jì)類似測試設(shè)備的成功經(jīng)驗(yàn)；c. 選用的設(shè)備從技術(shù)上看應(yīng)有一定的先進(jìn)性；d. 系統(tǒng)易更新、易擴(kuò)展、可靠性高、易維護(hù)。根據(jù)以上的設(shè)計(jì)原則，我們選用了 APCI總線的一體化工控機(jī)作 為測試設(shè)備的核心。4.2 設(shè)備的組成測試設(shè)備主要包括測控箱、電源箱、上位計(jì)算機(jī)、展開箱、配套 電纜。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)見圖2。被測設(shè)備配套電纜繼電器模塊測控箱電源模塊控 制 器 模 塊脈沖輸出模塊1脈沖輸出模塊2電 源 控 制 模 塊同 步 脈 沖 數(shù) 岀 模 塊串 口 通

12、 信 模 塊DA模塊AD模塊電 源 箱 電 源 輸 出液晶屏前面板控制按鈕上位計(jì)算機(jī)電源箱測控箱箱體內(nèi)安裝控制器和各種擴(kuò)展卡， 控制器上安裝 Windows操作系統(tǒng)。在無上位機(jī)的情況下，測控箱可獨(dú)立工作5設(shè)備技術(shù)指標(biāo)和實(shí)現(xiàn)方法主要技術(shù)指標(biāo)和使用的實(shí)現(xiàn)方法見表4表4主要指標(biāo)和實(shí)現(xiàn)方法信號(hào)名稱技術(shù)指標(biāo)實(shí)現(xiàn)方法脈沖頻率025kHz可調(diào)24MHz時(shí)鐘分頻脈沖脈寬(正)4 5 s24MHz時(shí)鐘計(jì)數(shù)異步串口115.2kbps24MHz 時(shí)鐘 FPGAAD/DA12位米用16位的芯片5.1 單脈沖信號(hào)輸出單脈沖信號(hào)輸出使用FPGA實(shí)現(xiàn)。邏輯采用模塊化設(shè)計(jì)。實(shí)現(xiàn)該功能共使用3個(gè)模塊，分別是分頻 模塊、觸發(fā)模塊

13、和計(jì)數(shù)輸出模塊。分頻模塊：將板上的主時(shí)鐘分頻為計(jì)數(shù)時(shí)鐘，將計(jì)數(shù)時(shí)鐘送給計(jì) 數(shù)輸出模塊進(jìn)行計(jì)數(shù)。觸發(fā)模塊：監(jiān)測總線上的控制，將觸發(fā)信號(hào)送給計(jì)數(shù)輸出模塊。 計(jì)數(shù)輸出模塊：監(jiān)測到觸發(fā)信號(hào)后開始輸出指令并開始進(jìn)行計(jì) 數(shù)，計(jì)數(shù)符合要求的數(shù)據(jù)后，接收指令輸出。模塊結(jié)構(gòu)如圖3所示：外時(shí)鐘分頻模塊計(jì)數(shù)時(shí)鐘指令輸出計(jì)數(shù)輸出模塊總線控制觸發(fā)信號(hào)觸發(fā)模塊1尸圖3單脈沖信號(hào)輸岀框圖在該系統(tǒng)中外時(shí)鐘為 24MHz，將主時(shí)鐘分頻為1kHz (1ms)的計(jì)數(shù)時(shí)鐘。計(jì)數(shù)輸出模塊輸出指令脈寬的誤差會(huì)小于1ms。滿足任務(wù)要求的士 10ms。5.2 脈沖寬度采集脈沖寬度采集使用FPGA實(shí)現(xiàn)。該邏輯采用模塊化設(shè)計(jì)。實(shí)現(xiàn)該功能共使用3

14、個(gè)模塊，分別是分 頻模塊、數(shù)據(jù)處理模塊和計(jì)數(shù)模塊。分頻模塊：將板上的主時(shí)鐘分頻為計(jì)數(shù)時(shí)鐘，將計(jì)數(shù)時(shí)鐘送給計(jì) 數(shù)輸出模塊進(jìn)行計(jì)數(shù)。計(jì)數(shù)模塊：在脈沖信號(hào)開始時(shí)開始進(jìn)行計(jì)數(shù)，在脈沖信號(hào)結(jié)束時(shí) 結(jié)束計(jì)數(shù)并將數(shù)據(jù)送給數(shù)據(jù)處理模塊。數(shù)據(jù)處理模塊：監(jiān)測計(jì)數(shù)模塊是否有新的數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)送給總線 進(jìn)行讀取。模塊結(jié)構(gòu)如圖4所示：圖4脈沖寬度采集功能框圖在該系統(tǒng)中外時(shí)鐘為24MHz，將主時(shí)鐘分頻為10kHz (0.1ms) 的計(jì)數(shù)時(shí)鐘。計(jì)數(shù)模塊采集的脈寬誤差會(huì)小于 0.1ms。滿足任務(wù)要求 的士 0.25ms。脈沖寬度二計(jì)數(shù)結(jié)果x 0.1ms5.3 連續(xù)脈沖輸出連續(xù)脈寬輸出使用FPGA實(shí)現(xiàn)。連續(xù)脈沖輸出主要有兩個(gè)參數(shù)

15、：頻率和占空比。邏輯采用模塊化設(shè)計(jì)。實(shí)現(xiàn)該功能共使用兩個(gè)模塊，邏輯控制模 塊和脈沖輸出模塊。邏輯控制模塊：設(shè)置各種參數(shù)。脈沖輸出模塊：根據(jù)設(shè)置參數(shù)輸出脈沖模塊結(jié)構(gòu)如圖5所示：圖5連續(xù)脈寬輸岀功能框圖其中高電平參數(shù)（Nh）和低電平參數(shù)（Nl）為板上主時(shí)鐘個(gè)數(shù), 在脈沖輸出模塊中對主時(shí)鐘進(jìn)行計(jì)數(shù)。 初始狀態(tài)輸出低電平。 使能信號(hào)后開始計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)值等于 Nl后設(shè)輸出電平為高， 清零，當(dāng)計(jì)數(shù)值等于Nh后設(shè)置輸出電平為低。主時(shí)鐘頻率NhNhNh Nl脈沖頻率占空比Nl在該系統(tǒng)中主時(shí)鐘為24MHz。Nh=24X 106x 4.5X 10飛=108624 10n輸出脈沖頻率H要求高電平寬度為45Nl監(jiān)測到

16、計(jì)算器s。則:5.4 個(gè)數(shù)脈沖輸出個(gè)數(shù)脈寬輸出使用FPGA實(shí)現(xiàn)。個(gè)數(shù)脈沖輸出主要有兩個(gè)參數(shù)：脈沖個(gè)數(shù)、頻率和占空比。邏輯采用模塊化設(shè)計(jì)。實(shí)現(xiàn)該功能共使用兩個(gè)模塊，邏輯控制模 塊和計(jì)數(shù)脈沖輸出模塊。邏輯控制模塊：設(shè)置各種參數(shù)。計(jì)數(shù)脈沖輸出模塊：根據(jù)設(shè)置參數(shù)輸出脈沖。模塊結(jié)構(gòu)如圖6所示：邏輯控制使能信號(hào)計(jì)數(shù)脈沖輸出脈沖輸出咼電平參數(shù)N H低電平參數(shù)NL 'L 4輸出脈沖個(gè)數(shù)模塊其中高電平參數(shù)（Nh）和低電平參數(shù)（Nl）為板上主時(shí)鐘個(gè)數(shù)， 在脈沖輸出模塊中對主時(shí)鐘進(jìn)行計(jì)數(shù)。 初始狀態(tài)輸出低電平。監(jiān)測到 使能信號(hào)后開始計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)值等于 Nl后設(shè)輸出電平為高，計(jì)算器 清零，當(dāng)計(jì)數(shù)值等于Nh后設(shè)

17、置輸出電平為低。當(dāng)輸出脈沖個(gè)數(shù)等于 設(shè)置值時(shí)停止脈沖輸出。脈沖頻率占空比主時(shí)鐘頻率NhNhNh NlNl在該系統(tǒng)中主時(shí)鐘為24MHz。Nh=24X 106x 4.5X 10飛=108要求高電平寬度為45 s。則:Nl24 106n輸出脈沖頻率N H5.5 連續(xù)脈沖計(jì)數(shù)連續(xù)脈沖計(jì)數(shù)使用FPGA實(shí)現(xiàn)。該邏輯采用模塊化設(shè)計(jì)。實(shí)現(xiàn)該功能共使用兩個(gè)模塊，分別是計(jì) 數(shù)模塊和數(shù)據(jù)處理模塊。計(jì)數(shù)模塊：對被測信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)。數(shù)據(jù)處理模塊：對計(jì)數(shù)結(jié)果進(jìn)行處理。模塊結(jié)構(gòu)如圖7所示：圖7連續(xù)脈沖計(jì)數(shù)功能框圖計(jì)數(shù)結(jié)果直接送給控制器讀取。5.6 定時(shí)脈沖計(jì)數(shù)定時(shí)脈沖計(jì)數(shù)使用FPGA實(shí)現(xiàn)。該邏輯采用模塊化設(shè)計(jì)。實(shí)現(xiàn)該功能共使

18、用三個(gè)模塊，分別是定時(shí)器模塊、計(jì)數(shù)模塊和數(shù)據(jù)處理模塊。定時(shí)器模塊：輸出指定時(shí)間寬度的脈沖，該脈沖作為計(jì)數(shù)器使能 信號(hào)。計(jì)數(shù)模塊：對被測信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)。 數(shù)據(jù)處理模塊：對計(jì)數(shù)結(jié)果進(jìn)行處理。模塊結(jié)構(gòu)如圖8所示：圖8連續(xù)脈沖計(jì)數(shù)邏輯模塊圖定時(shí)脈沖連接計(jì)數(shù)器使能。計(jì)數(shù)結(jié)果直接送給控制器讀取。5.7 觸發(fā)脈沖計(jì)數(shù)觸發(fā)脈沖計(jì)數(shù)使用FPGA實(shí)現(xiàn)。該邏輯采用模塊化設(shè)計(jì)。實(shí)現(xiàn)該功能共使用兩個(gè)模塊，分別是計(jì) 數(shù)模塊和數(shù)據(jù)處理模塊。計(jì)數(shù)模塊：對被測信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)。數(shù)據(jù)處理模塊：對計(jì)數(shù)結(jié)果進(jìn)行處理。模塊結(jié)構(gòu)如圖9所示：圖9個(gè)數(shù)脈沖計(jì)數(shù)邏輯模塊圖觸發(fā)信號(hào)連接計(jì)數(shù)器使能信號(hào)。計(jì)數(shù)結(jié)果直接送給控制器讀取。5.8 動(dòng)量輪轉(zhuǎn)速采集

19、動(dòng)量輪轉(zhuǎn)速采集使用FPGA實(shí)現(xiàn)。邏輯采用模塊化設(shè)計(jì)。實(shí)現(xiàn)該功能共使用三個(gè)模塊，分別邏輯控 制模塊、數(shù)據(jù)FIFO模塊和脈沖周期計(jì)數(shù)模塊。邏輯控制模塊：處理數(shù)據(jù) FIFO中的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)FIFO模塊：對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行緩存。圖io動(dòng)量輪轉(zhuǎn)速采集功能框圖脈沖周期計(jì)數(shù)模塊：對動(dòng)量輪轉(zhuǎn)速脈沖進(jìn)行脈沖周期計(jì)數(shù)。模塊結(jié)構(gòu)如圖10所示：主時(shí)鐘系統(tǒng)中主時(shí)鐘使用24MHz的晶振，脈沖周期計(jì)數(shù)是指相鄰的兩 個(gè)動(dòng)量輪轉(zhuǎn)速脈沖之間的主時(shí)鐘個(gè)數(shù)。在邏輯控制模塊中內(nèi)為每個(gè)通道設(shè)有 24個(gè)32位的緩存器，命名 為Di到D24，存儲(chǔ)動(dòng)量輪轉(zhuǎn)動(dòng)1周輸出的連續(xù)24個(gè)脈沖的周期，采 用32位計(jì)數(shù)器，通過24MHz晶振進(jìn)行計(jì)數(shù)，記錄動(dòng)量輪

20、轉(zhuǎn)速脈沖上升沿間的時(shí)間。如圖11所示:第1個(gè)脈沖第2個(gè)脈沖IN24 | N25 |第24個(gè)脈沖第25個(gè)脈沖圖11脈沖個(gè)數(shù)說明示意圖計(jì)數(shù)采用32位計(jì)數(shù)器，N1為第1個(gè)脈沖和第2個(gè)脈沖間24MHz 時(shí)鐘的個(gè)數(shù)，N2為第2個(gè)脈沖和第3個(gè)脈沖間24MHz時(shí)鐘的個(gè)數(shù)， 依此類推，N24為第24個(gè)脈沖和第25個(gè)脈沖間24MHz時(shí)鐘的個(gè)數(shù)。脈沖周期計(jì)數(shù)模塊將N按順序填寫的FIFO中，邏輯控制模塊則 也會(huì)按順序?qū)讀出。將N1寫到緩存器D1內(nèi)，將N2寫到緩存器D2內(nèi)，依此類推，將 N24寫到緩存器D24內(nèi)，將N25寫到緩存器D1內(nèi)，此時(shí)進(jìn)行下一周期的計(jì)數(shù)。這樣板中這24個(gè)緩存器為連續(xù)的24個(gè)動(dòng)量輪轉(zhuǎn)速脈沖的數(shù)

21、 據(jù)?？偩€在一個(gè)采樣周期內(nèi)全部這 24個(gè)緩存器的數(shù)據(jù)，進(jìn)行運(yùn)算處 理就可以得到穩(wěn)定的動(dòng)量輪的轉(zhuǎn)速值。運(yùn)算過程為：（1）個(gè)緩存器中的先得到頻率是24MHz時(shí)鐘的周期t,單位秒；t =-6 G）24 106動(dòng)量輪轉(zhuǎn)動(dòng)1周所用時(shí)間T,單位秒，Di為第(2)計(jì)數(shù)值，：Di為24個(gè)緩存器中脈沖計(jì)數(shù)的總和；T=t 2：Di（s）得到動(dòng)量輪轉(zhuǎn)動(dòng)量輪的轉(zhuǎn)速單位為rpm,即每60s轉(zhuǎn)動(dòng)的圈數(shù)。速v(3)60v=rpm將公式（1）、（2）代入公式（3）得到動(dòng)量輪轉(zhuǎn)速的計(jì)算公式為:1.44 109v=24rpmi 1Dii 1通過這種方法可以精確算出動(dòng)量輪的轉(zhuǎn)速，避免安裝工藝誤差造 成的轉(zhuǎn)速計(jì)算誤差。這種測試方法的

22、誤差來源主要有兩個(gè)方面：在本設(shè)備中主時(shí)鐘使用？ MHz晶振，經(jīng)過計(jì)數(shù)誤差為？5.9 異步串口發(fā)送異步串口發(fā)送使用FPGA實(shí)現(xiàn)。邏輯采用模塊化設(shè)計(jì)。實(shí)現(xiàn)該功能共使用三個(gè)模塊，邏輯控制模 塊、發(fā)送FIFO模塊和數(shù)據(jù)發(fā)送模塊。邏輯控制模塊：對數(shù)據(jù)發(fā)送模塊進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，向FIFO模塊中填寫發(fā)送數(shù)據(jù)。發(fā)送FIFO模塊：對發(fā)送的數(shù)據(jù)進(jìn)行緩存。數(shù)據(jù)發(fā)送模塊：根據(jù)設(shè)置和發(fā)送 FIFO中的數(shù)據(jù)。模塊結(jié)構(gòu)如圖12所示：圖12異步串口發(fā)送功能框圖邏輯控制模塊設(shè)置的參數(shù)主要包括，波特率、校驗(yàn)位、停止位和 字節(jié)間延時(shí)。各參數(shù)的設(shè)置方法如下：校驗(yàn)位設(shè)置：0為無校驗(yàn)，1為奇校驗(yàn)，2為偶校驗(yàn)。停止位設(shè)置：0為1停止位，1為2

23、停止為。波特率可設(shè)置為任意波特率，板上以 24MHz作為時(shí)鐘，波特率 設(shè)置參數(shù)為24MHz的時(shí)鐘個(gè)數(shù)。24MHz的時(shí)鐘周期t為：1t=6（s）24 106串口發(fā)送1個(gè)數(shù)據(jù)位的時(shí)間T為：T=-sbaudrate波特率設(shè)置參數(shù)N為：6N = T = 24 10t baudrate字節(jié)間延時(shí)采用計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)范圍是16位計(jì)數(shù)器，設(shè)置的參數(shù)為24MHz的時(shí)鐘個(gè)數(shù)。065535,乘以24MHz的時(shí)鐘周期t,得到可設(shè)置的字節(jié)間延時(shí)范圍是02.37mso設(shè)置參數(shù)N '為：N- 24 106（s）延時(shí)時(shí)間（s）發(fā)送FIFO模塊有空標(biāo)志和滿標(biāo)志，深度默認(rèn)設(shè)置為512。邏輯控制模塊一次最多可寫入512字節(jié)數(shù)

24、據(jù)。該深度可根據(jù)實(shí)際應(yīng)用中的 不同需求進(jìn)行設(shè)置。數(shù)據(jù)發(fā)送模塊初始運(yùn)行在檢測 FIFO數(shù)據(jù)狀態(tài)，當(dāng)檢測到FIFO 的空標(biāo)識(shí)為假時(shí)，開始從FIFO中讀出數(shù)據(jù)發(fā)送。依次發(fā)送起始位、 數(shù)據(jù)位（先發(fā)送低字節(jié)）、校驗(yàn)位（設(shè)置有校驗(yàn)位時(shí)）和停止位，發(fā) 送完成后判斷字節(jié)間延時(shí)是否設(shè)置為零，不為零時(shí)等待字節(jié)間延時(shí)，完成一個(gè)字節(jié)的發(fā)送，返回到檢測 FIFO數(shù)據(jù)狀態(tài)。5.10異步串口接收異步串口接收使用FPGA實(shí)現(xiàn)。邏輯采用模塊化設(shè)計(jì)。實(shí)現(xiàn)該功能共使用三個(gè)模塊，邏輯控制模 塊、接收FIFO模塊和數(shù)據(jù)接收模塊。邏輯控制模塊：對數(shù)據(jù)接收模塊進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，讀FIFO模塊中的接收數(shù)據(jù)，讀數(shù)據(jù)接收模塊的數(shù)據(jù)狀態(tài)。接收FIFO

25、模塊：對接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行緩存。數(shù)據(jù)接收模塊：根據(jù)設(shè)置接收串口數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)寫入接收FIFO中，判斷接收數(shù)據(jù)的狀態(tài)。模塊結(jié)構(gòu)如圖13所示：圖13異步串口接收功能框圖邏輯控制模塊設(shè)置的參數(shù)主要包括，波特率、校驗(yàn)位、停止位和采樣時(shí)間設(shè)置。接收數(shù)據(jù)狀態(tài)的為接收的數(shù)據(jù)是否符合參數(shù)設(shè)置。各參數(shù)的設(shè)置方法如下：校驗(yàn)位設(shè)置：0為無校驗(yàn)，1為奇校驗(yàn)，2為偶校驗(yàn)。停止位設(shè)置：0為1停止位，1為2停止為。接收數(shù)據(jù)狀態(tài)：數(shù)據(jù)格式是單字節(jié)，低兩位有效。第 0位為1表 示停止位錯(cuò)誤，第1位為1表示校驗(yàn)位錯(cuò)誤。波特率可設(shè)置為任意波特率，板上以 24MHz作為時(shí)鐘，波特率 設(shè)置參數(shù)為24MHz的時(shí)鐘個(gè)數(shù)。24MHz的時(shí)鐘周期t為

26、:t=(s)1624 10串口接收1個(gè)數(shù)據(jù)位的時(shí)間T為：T=-sbaudrate波特率設(shè)置參數(shù)N為：6N = T = 2410t baudrate采樣時(shí)間設(shè)置表示當(dāng)數(shù)據(jù)接收模塊檢測到數(shù)據(jù)起始位后，何時(shí)開始對數(shù)據(jù)采樣。設(shè)置方法和波特率的設(shè)置方法相同。默認(rèn)設(shè)置為波特 率的一半，即N/2。當(dāng)某些器件對高波特率通訊時(shí)波形的上沿或下沿 產(chǎn)生較大影響時(shí)，可根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整該參數(shù)，確保通訊正常。接收FIFO模塊有空標(biāo)志和滿標(biāo)志，深度默認(rèn)設(shè)置為512。該深度可根據(jù)實(shí)際應(yīng)用中的不同需求進(jìn)行設(shè)置。數(shù)據(jù)接收模塊初始運(yùn)行在檢測數(shù)據(jù)狀態(tài)，當(dāng)檢測到數(shù)據(jù)起始位 后，等待采樣時(shí)間后開始采樣起始位，然后按照波特率依次對數(shù)據(jù)位、

27、 校驗(yàn)位和停止位進(jìn)行采集，并判斷校驗(yàn)位和停止位是否正確， 將數(shù)據(jù) 寫到數(shù)據(jù)接收FIFO模塊中，返回到檢測數(shù)據(jù)狀態(tài)。邏輯控制模塊檢 測到FIFO的空標(biāo)識(shí)為假時(shí)，開始從FIFO中讀出數(shù)據(jù)并讀出數(shù)據(jù)接 收狀態(tài)。5.11 串口應(yīng)答串口應(yīng)答功能多用于模擬各部件 LTU應(yīng)答星載計(jì)算機(jī)發(fā)送的指 令。當(dāng)星載計(jì)算機(jī)發(fā)送指令完成后，要求各部件LTU的應(yīng)答時(shí)間一般在50us到200us之間。為了能夠快速相應(yīng)指令開始應(yīng)答數(shù)據(jù)，該 功能使用FPGA實(shí)現(xiàn)。邏輯采用模塊化設(shè)計(jì)。實(shí)現(xiàn)該功能共使用五個(gè)模塊，邏輯控制模 塊、接收FIFO模塊、數(shù)據(jù)接收模塊、發(fā)送 FIFO模塊和數(shù)據(jù)發(fā)送模 塊。邏輯控制模塊：設(shè)置數(shù)據(jù)接收模塊和數(shù)據(jù)發(fā)

28、送模塊的參數(shù)，讀 FIFO模塊中的接收數(shù)據(jù)，讀數(shù)據(jù)接收模塊的數(shù)據(jù)狀態(tài)，對接收的數(shù) 據(jù)進(jìn)行判斷，向發(fā)送發(fā)送數(shù)據(jù) FIFO中寫數(shù)據(jù)。接收FIFO模塊：對接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行緩存。發(fā)送FIFO模塊：對發(fā)送的數(shù)據(jù)進(jìn)行緩存。數(shù)據(jù)接收模塊：根據(jù)設(shè)置接收串口數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)寫入接收FIFO中，判斷接收數(shù)據(jù)的狀態(tài)。數(shù)據(jù)發(fā)送模塊：根據(jù)設(shè)置和發(fā)送 FIFO中的數(shù)據(jù)。模塊結(jié)構(gòu)如圖14所示：圖14串口應(yīng)答功能框圖邏輯控制模塊設(shè)置的參數(shù)主要包括，波特率、校驗(yàn)位、停止位、 字節(jié)間延時(shí)和采樣時(shí)間設(shè)置。接收數(shù)據(jù)狀態(tài)為接收的數(shù)據(jù)是否符合參 數(shù)設(shè)置。各參數(shù)的設(shè)置方法如下：校驗(yàn)位設(shè)置：0為無校驗(yàn)，1為奇校驗(yàn)，2為偶校驗(yàn)。停止位設(shè)置：0為1個(gè)

29、停止位，1為2個(gè)停止為。接收數(shù)據(jù)狀態(tài)：數(shù)據(jù)格式是單字節(jié)，低兩位有效。第 0位為1表 示停止位錯(cuò)誤，第1位為1表示校驗(yàn)位錯(cuò)誤。波特率可設(shè)置為任意波特率，板上以 24MHz作為時(shí)鐘，波特率 設(shè)置參數(shù)為24MHz的時(shí)鐘個(gè)數(shù)。24MHz的時(shí)鐘周期t為:t=124 106(s)串口接收1個(gè)數(shù)據(jù)位的時(shí)間T為:1sbaudrate波特率設(shè)置參數(shù)N為:N - T - 24 106 t baudrate采樣時(shí)間設(shè)置表示當(dāng)數(shù)據(jù)接收模塊檢測到數(shù)據(jù)起始位后，何時(shí)開 始對數(shù)據(jù)采樣。設(shè)置方法和波特率的設(shè)置方法相同。 默認(rèn)設(shè)置為波特 率的一半，即N/2。當(dāng)某些器件對高波特率通訊時(shí)波形的上沿或下沿 產(chǎn)生較大影響時(shí)，可根據(jù)實(shí)際

30、情況調(diào)整該參數(shù)，確保通訊正常。字節(jié)間延時(shí)采用16位計(jì)數(shù)器，設(shè)置的參數(shù)為24MHz的時(shí)鐘個(gè)數(shù)。 計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)范圍是065535,乘以24MHz的時(shí)鐘周期t,得到可設(shè) 置的字節(jié)間延時(shí)范圍是02.37m&設(shè)置參數(shù)N '為：N- 24 1°6（s） 延時(shí)時(shí)間（s）接收FIFO模塊和發(fā)送FIFO模塊均有空標(biāo)志和滿標(biāo)志，深度默 認(rèn)設(shè)置為512。該深度可根據(jù)實(shí)際應(yīng)用中的不同需求進(jìn)行設(shè)置。數(shù)據(jù)接收模塊初始運(yùn)行在檢測數(shù)據(jù)狀態(tài)，當(dāng)檢測到數(shù)據(jù)起始位 后，等待采樣時(shí)間后開始采樣起始位，然后按照波特率依次對數(shù)據(jù)位、 校驗(yàn)位和停止位進(jìn)行采集，并判斷校驗(yàn)位和停止位是否正確， 將數(shù)據(jù) 寫到數(shù)據(jù)接收F

31、IFO模塊中，返回到檢測數(shù)據(jù)狀態(tài)。邏輯控制模塊檢 測到FIFO的空標(biāo)識(shí)為假時(shí)，開始從FIFO中讀出數(shù)據(jù)并讀出數(shù)據(jù)接 收狀態(tài)。邏輯控制模塊根據(jù)專用的協(xié)議對接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷，判斷是否發(fā)送數(shù)據(jù)、發(fā)送什么數(shù)據(jù)。并記錄各種狀態(tài)，供上位機(jī)讀取。如 果判斷結(jié)果需要應(yīng)答數(shù)據(jù)，則邏輯控制模塊向發(fā)送FIFO中填寫應(yīng)答數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)發(fā)送模塊初始運(yùn)行在檢測發(fā)送 FIFO數(shù)據(jù)狀態(tài)，當(dāng)檢測到FIFO的空標(biāo)識(shí)為假時(shí)，開始從FIFO中讀出數(shù)據(jù)發(fā)送。依次發(fā)送起始 位、數(shù)據(jù)位（先發(fā)送低字節(jié)）、校驗(yàn)位（設(shè)置有校驗(yàn)位時(shí)）和停止位， 發(fā)送完成后判斷字節(jié)間延時(shí)是否設(shè)置為零，不為零時(shí)等待字節(jié)間延 時(shí)，完成一個(gè)字節(jié)的發(fā)送，返回到檢測 FIFO

32、數(shù)據(jù)狀態(tài)。6測試設(shè)備硬件方案設(shè)計(jì)6.1 測控箱測控箱箱體內(nèi)為插卡式工控機(jī)結(jié)構(gòu)。主要由電源、控制器、母板和10板組成。測控箱前視圖如圖 15所示:圖15測控箱結(jié)構(gòu)示意圖主要功能完成數(shù)據(jù)顯示、數(shù)據(jù)采集、信號(hào)控制、接口調(diào)理、線纜梳理等功能測控箱內(nèi)使用的板卡和完成的功能見表5表5測控箱內(nèi)板卡功能說明板卡名稱板卡扌田述實(shí)現(xiàn)功能KT-DYA-36電源母板為測控箱電源提供安裝支架和電源輸出轉(zhuǎn)接KT-DYA-35測控箱電源為控制器和IO板卡供電APCI5096控制器測控箱控制器，同時(shí)控制專用電源箱APCI5918-10母板測控相內(nèi)控制器和IO板母板GXXZBUS母板調(diào)理板母板，安裝非總線調(diào)理板卡GX5872-

33、1FPGA 板完成24路脈沖計(jì)數(shù)GX5872-2FPGA 板完成18路脈沖計(jì)數(shù)GX5872-3FPGA 板完成米集前面板按鈕，并控制電源輸出狀態(tài)GXRCIOFPGA 板完成8路溫度傳感器DS18B20采集APCI4588-1A/D板完成36路遙測信號(hào)采集板卡名稱板卡扌田述實(shí)現(xiàn)功能APCI4588-2A/D板采集4塊ZTLI1輸出的電源電壓值和電流值GX5488恒流源（± 8mA）完成3路電流輸出GXJDQ繼電器電源輸出狀態(tài)控制（非總線）ZTLI1-1電源采集完成6路電源電壓米集，組件1中28V加溫 電流、XYZ的28V供電電流、X的+ 20V供電電流。（非總線）ZTLI1-2電源采集

34、完成組件1中YZ的+ 20V供電電流、XYZ 的一20V供電電流（非總線）ZTLI1-3電源采集完成組件1中XYZ的+ 5V供電電流、組件2 中加溫28V電流、G1的供電電流（非總線）ZTLI1-4電源采集完成組件2中G2-G6的+ 28V供電電流采集6.1.1 APCI5096嵌入式控制器模塊APCI-5096采用英特爾移動(dòng)版超低功耗賽揚(yáng) M-600MHZ處理器，配合英特爾855GME芯片組、板載DDR內(nèi)存， 實(shí)現(xiàn)了無風(fēng)扇穩(wěn)定工作。在發(fā)揮強(qiáng)大處理性能的同時(shí)可以提供更高的 穩(wěn)定性和抗干擾能力，適合于航空航天，交通運(yùn)輸，電力系統(tǒng)等惡劣 環(huán)境的應(yīng)用。APCI5096是測試主機(jī)的主控制器，APCI-

35、5096通過總線和各數(shù) 據(jù)采集/控制模塊連接，測試軟件操控 APCI5096讀取板卡采集的數(shù) 據(jù)，控制板卡的輸出。APCI-5096的RS-232串口可與電源箱的程控串口通訊，控制電 源箱每路供電信號(hào)的加/切電。板上的以太網(wǎng)口被接到后面板用于與 上位機(jī)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通訊。6.1.2 GX5871GX5871是一塊專為測試設(shè)備開發(fā)的數(shù)字 IO板卡，板卡基于 APCI5000的標(biāo)準(zhǔn)接口板。該板核心芯片采用 FPGA，可根據(jù)用戶的 不同需求進(jìn)行專用的數(shù)字信號(hào)處理。板上帶有 DC/DC電源模塊，被 測信號(hào)和總線隔離。接口板提供 8路光隔脈沖量輸入、8路光隔脈沖 量輸出接口、 8組RS422接口特性的輸入輸出

36、通道和 8路非隔離的 IO引腳。在本設(shè)備中共使用1塊GX5871。處理信號(hào)見表6,共2路脈沖 計(jì)數(shù)。表6 GX5872-1處理信號(hào)序號(hào)信號(hào)名稱信號(hào)類型信號(hào)方向通道號(hào)1陀螺組件1 X F+RS422輸入/輸出CH02陀螺組件1 X F-RS422輸入/輸出CH16.1.3 GX5872GX5872是一塊專為測試設(shè)備開發(fā)的數(shù)字10板卡，板卡基于APCI5000的標(biāo)準(zhǔn)接口板。該板核心芯片采用 FPGA，可根據(jù)用戶的 不同需求進(jìn)行專用的數(shù)字信號(hào)處理。板上帶有DC/DC電源模塊，被測信號(hào)和總線隔離。該板有 30路光隔脈沖量輸出，通過配置板上的 DC/DC模塊可配置輸出信號(hào)高電平的電壓值（默認(rèn)為4路+5V

37、，26路+ 12V），24路光隔脈沖量輸入（兼容+5V/+12V）。在本設(shè)備中共使用2塊GX5872。其中第1塊GX5872命名為GX5872-1，配置12V輸出的DC/DC。 處理信號(hào)見表7,共2路脈沖計(jì)數(shù)。表7 GX5872-1處理信號(hào)序號(hào)信號(hào)名稱信號(hào)類型信號(hào)方向通道號(hào)1陀螺組件1 X F+P 0/12V輸出CH02陀螺組件1 X F-0/12V輸出CH1其中第2塊GX5872命名為GX5872-2配置5V輸出的DC/DC 處理信號(hào)見表8,共18路脈沖計(jì)數(shù)。表8 GX5872-2處理信號(hào)序號(hào)信號(hào)名稱信號(hào)類型信號(hào)方向通道號(hào)1陀螺組件2 G1脈沖輸出1組+N0/5V輸出CH0序號(hào)信號(hào)名稱信號(hào)類

38、型信號(hào)方向通道號(hào)2陀螺組件2 G1脈沖輸出I組-NP 0/5V輸出CH1GX5872-1和GX5872-2實(shí)現(xiàn)的計(jì)數(shù)采用兩種計(jì)數(shù)方式，分別是 連續(xù)脈沖計(jì)數(shù)和定時(shí)脈沖計(jì)數(shù)。6.1.4 GXRCIOGXRCIO是一塊專為測試設(shè)備開發(fā)的數(shù)字 IO板卡，板卡基于 APCI5000的標(biāo)準(zhǔn)接口板。該板核心芯片采用 FPGA，可根據(jù)用戶的 不同需求進(jìn)行專用的數(shù)字信號(hào)處理。板上帶有 DC/DC電源模塊，被 測信號(hào)和總線隔離。接口板提供 26路光隔脈沖量輸入、16路光隔脈 沖量輸出接口和18路非隔離IO引腳。在本設(shè)備中共使用1塊GXRCIO。處理信號(hào)見表9,和8路溫度 傳感器通訊。溫度傳感器使用 DS18B20

39、。表9GXRCIO處理信號(hào)序號(hào)信號(hào)名稱信號(hào)類型信號(hào)方向通道號(hào)1DS18B20-1半雙工異步通訊:輸入/輸出CH0 :2DS18B20-2半雙工異步通訊輸入/輸出CH1APCI5488是APCI5000系列模板中的一塊通用光電隔離型 48通 道12位A/D采集板，具有多種輸入量程，允許電壓或電流輸入，單 通道最高采集速率可以達(dá)到90KHZ。本板采用高速光耦器件對數(shù)字、 模擬電路進(jìn)行隔離，使系統(tǒng)抗干擾能力大大增強(qiáng)，同時(shí)又不影響系統(tǒng) 的處理速度。板內(nèi)帶有DC DC模塊，系統(tǒng)只需要提供單+ 5V供電。模擬信號(hào)輸入量程可設(shè)置為 05V, 010V，士 2.5V，士 5V和 士 10V。可將48個(gè)單端輸入

40、通道配置成24個(gè)差分輸入通道。在本設(shè)備中共使用2塊APCI5488。其中第1塊APCI5488命名為APCI5488-1.處理信號(hào)見表10。采 集36路模擬量遙測信號(hào)。表10 APCI5488-1處理信號(hào)序號(hào)信號(hào)名稱信號(hào)類型信號(hào)方向通道號(hào)1溫度信號(hào)P 05V輸入CH0 :2馬達(dá)信號(hào)05V輸入CH134其中第2塊APCI5488命名為APCI5488-2.處理信號(hào)見表11。采集電源的電源值和電流值表11 APCI5488-2處理信號(hào)序號(hào)信號(hào)名稱信號(hào)類型信號(hào)方向通道號(hào)1組件1中28V加溫電流值P 05V輸入CH02組件1中X 28V電流值05V輸入CH1345DA模塊采用一塊 APCI5487，A

41、PCI5487是高精度的16位48路 通用隔離模擬輸出板，是基于 APCI5000的標(biāo)準(zhǔn)接口板。該板核心芯 片采用12片4路串行16位電流輸出的數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片 DAC8814，可 提供48路電壓信號(hào)輸出。48路模擬量輸出為雙極性電壓輸出方式， 輸出電壓范圍為士 10V。在本設(shè)備中共使用1塊APCI5487。處理信號(hào)見表12,共2路 脈沖計(jì)數(shù)。表12 GX5872-1處理信號(hào)序號(hào)信號(hào)名稱信號(hào)類型信號(hào)方向通道號(hào)1溫度信號(hào)05V輸出CH02馬達(dá)信號(hào)05V輸出CH1序號(hào)信號(hào)名稱信號(hào)類型信號(hào)方向通道號(hào)GX5488是一塊專為測試設(shè)備開發(fā)的高精度恒流源板，板卡符合 APCI5000系列工控機(jī)標(biāo)準(zhǔn)。本板卡可提供

42、 3路恒流源輸出。該板卡 使用18位高精度DA芯片，經(jīng)過測試本板卡誤差優(yōu)于 0.01%。電流輸 出量程可根據(jù)需求進(jìn)行配置，配置方式為更換接口電阻。常用典型值 包括士 8mA 士 30mA 士 80mA和士 150mA電流輸出時(shí)，負(fù)載應(yīng)小于 330 Q。板上帶由3只DC/DC模塊，為3路電流輸出分別供電，使各 路電流輸出路間隔離。在本設(shè)備中共使用N塊GX5488。量程配置為士 8mA。處理信號(hào) 見表13,共3路恒流源輸出。表13 GX5488處理信號(hào)序號(hào)信號(hào)名稱信號(hào)類型信號(hào)方向通道號(hào)1X通道士 8mA輸出CH02Y通道士 8mA輸出CH13Z通道士 8mA輸出CH2GXJDQ是專用于控制電源輸出

43、控制的繼電器控制板。板上有 32 個(gè)獨(dú)立的通道，可對32路電源的輸出進(jìn)行控制。繼電器使用G6B-1114P。單路最大可通過電流為 5A。在本設(shè)備中共使用1塊GXJDQ。處理信號(hào)見表14所示。表14 GXJDQ處理信號(hào)序號(hào)信號(hào)名稱信號(hào)類型信號(hào)方向通道號(hào)15V供電控制0/12V輸入CH0212V供電控制0/12V輸入CH15V電源輸入5V輸入CH012V電源輸入12V輸入CH15V電源輸出5V輸出CH012V電源輸出12V輸出CH16.1.9 ZTLI1ZTLI1是一塊專用電壓、電流調(diào)理板，單板可對 12路直流電源 的電壓，和5路直流電源的電流進(jìn)行調(diào)理?？蓪㈦娫吹碾妷骸㈦娏餍?號(hào)轉(zhuǎn)換成05V的電壓

44、信號(hào)，給A/D采集板進(jìn)行采集。該板采用隔離 運(yùn)放，并且每個(gè)通道帶有獨(dú)立的 DC/DC模塊，各路電源采集時(shí)的路 間隔離。在本設(shè)備中共使用1塊ZTLI1。處理信號(hào)見表15所示。表15 GXJDQ處理信號(hào)序號(hào)信號(hào)名稱信號(hào)類型信號(hào)方向通道號(hào)15V電源電壓r 5V輸入IN025V電源電流200mA輸入IN 134前面板設(shè)計(jì)根據(jù)任務(wù)書要求前面板設(shè)計(jì)測試設(shè)備測控箱前面板，前面板示意 圖如圖16所示圖16測控箱前面板示意圖測試主機(jī)前面板主要提供測試的操作界面。前面板上安裝10英寸高可靠TFT液晶顯示屏，提供軟件界面顯 示。顯示屏上顯示測試數(shù)據(jù)和參數(shù)設(shè)置，并且能進(jìn)行各種功能設(shè)定和 界面切換。前面板上安裝有開關(guān)和

45、指示燈。開關(guān)采用鎖定是開關(guān)，當(dāng)開關(guān)按 下電源輸出，指示燈亮，開關(guān)抬起，電源不輸出，指示燈滅。前面板上安裝220V電源開關(guān)（有指示燈）。控制測控箱的上電 和斷電。前面板上安裝 USB、鍵盤、鼠標(biāo)和顯示器等通用接口，可 連接外圍輸入輸出設(shè)備。后面板設(shè)計(jì)后面板根據(jù)任務(wù)書要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，示意圖如圖17所示/加溫XYZ嚴(yán)加溫G1G2G3G4G5G6icjT、c+ 28V+ 28V+ 28V+ 28V(JIJ+ 28V+ 28V+ 28VGND(J+ 20VQ+ 20V+ 20V GND丿廠rGND20V20V20VOQGND+12V 12VGND+5.5V+5.5V+5.5VfKNHM34-001KNHM

46、34-002220V電源輸入插座接地樁圖17測控箱后面板示意圖后面板上部為電壓和負(fù)載電阻測試孔。插座的接點(diǎn)定義安裝IDS表文件進(jìn)行設(shè)計(jì)，使和被測對象的連接 電纜進(jìn)行一對一設(shè)計(jì)。后面板上還提供測控箱對專用電源進(jìn)行程序控制所用的RS-232通訊接口，與上位機(jī)通訊所用的以太網(wǎng)口。供給測試主機(jī)的的220V AC交流電源也從后面板上的插座接入， 此插座帶有保險(xiǎn)管。保護(hù)地接地柱可以在電源上沒有提供保護(hù)地時(shí)將 外接保護(hù)地接入箱內(nèi)，測試主機(jī)箱殼體和該接地柱相接。6.2 電源箱電源輸入指標(biāo)輸入電壓為 AC220V 士 10%，頻率：50Hz6.2.2 輸出電壓及功率第一路 DC28V ±15%/15A

47、第二路 DC20V ±15%/2.5A第三路 DC20V ±15%/2.5A第四路 DC12V ±15%/1.5A第五路 DC12V ±15%/1.5A第六路 DC5.5V± 15%/2A各路輸出均為獨(dú)立輸出，可以根據(jù)實(shí)際使用情況選擇使用6.2.3 調(diào)整率電壓調(diào)整率： 不大于 1%；負(fù)載調(diào)整率： 不大于 1%；6.2.4 顯示精度電壓顯示精度：± 0.1V ； 電流顯示精度：額定電流 *1%；6.2.5 保護(hù)功能輸出過壓保護(hù)、過流保護(hù)、過溫保護(hù)；輸入過欠壓保護(hù)。6.2.6 輸出紋波第一路輸出紋波峰峰值不大于 750mV；第二、三路輸出

48、紋波峰峰值不大于 200mV；第四、五路輸出紋波峰峰值不大于 120mV； 第六路輸出紋波峰峰值不大于 80mV；6.2.7 程控電源箱為程控電源，采用 RS232總線，9600bps, 1停止位，無校驗(yàn)位電源箱可由程序控制實(shí)現(xiàn)以下功能。a. 查詢通道的工作狀態(tài)；b. 設(shè)定通道的工作參數(shù)；c. 查詢通道的工作參數(shù)；d. 查詢通道實(shí)際輸出電壓電流值；e. 設(shè)置某一通道開關(guān)機(jī)；f. 設(shè)置所有通道開關(guān)機(jī)；g. 查詢某一通道開關(guān)機(jī)狀態(tài)；h. 復(fù)位。其中設(shè)置通道工作參數(shù)包括， 輸出電壓值、 過壓保護(hù)值和過流保 護(hù)值。6.3 上位機(jī)上位機(jī)采用HP公司的DC7900。配置的主要參數(shù)為：a. In tel C

49、ore 2 Duo E6750 雙核處理器，主頻 2.66G。b. 標(biāo)配 1G 內(nèi)存c. 250GB 超大硬盤d. 19 寸的液晶顯示器e. DVD 刻錄機(jī)f. NVIDIA GeForce 8400 GS 獨(dú)立顯卡 運(yùn)行 Windows XP 操作系統(tǒng)。6.4 溫度傳感器系統(tǒng)使用溫度傳感器 DS18B20 對被測產(chǎn)品的溫度進(jìn)行測量量，并將測量結(jié)果傳送到FPGA板GXRCIO進(jìn)行讀取，DS18B20測溫范 圍為：（-55125） C,精度：士 0.5 C。6.5 展開箱展開箱可以用電纜串聯(lián)在測試連接線路上， 方便手動(dòng)測試被測產(chǎn) 品的信號(hào)及測控箱的輸出信號(hào)，并用于測控箱標(biāo)檢。使用者可用對應(yīng) 展開

50、箱每個(gè)測試點(diǎn)位上的撥動(dòng)開關(guān)手動(dòng)斷開/接入信號(hào)。6.6 測試電纜配套測試電纜用于將測試系統(tǒng)的各部分連成一個(gè)整體各部分電纜連接關(guān)系如圖18所示圖18電纜連接關(guān)系圖共8跟電纜。電纜的名稱和連接對象見表16表16電纜名稱和連接表電纜名稱連接描述L01設(shè)備X01到404 X01L02設(shè)備X02到404 X02L03設(shè)備X03到404 X03L04設(shè)備X04到404 X04L05設(shè)備X05到404 X05L06設(shè)備X06到404 X06L07設(shè)備X07到404 X07L08設(shè)備X08到404 X087軟件方案7.1軟件需求分析7.2軟件開發(fā)與運(yùn)行平臺(tái)7.3測控箱軟件設(shè)計(jì)方案7.4測控箱軟件主要模塊流程圖7.5計(jì)算機(jī)軟件設(shè)計(jì)方案8接口設(shè)計(jì)8.1機(jī)械接口測試設(shè)備采用4個(gè)J36A系列