立項_方案設(shè)計報告

1、進機號 分類號 所藏號 密別 階段 標記 名稱名稱 hy-2 陀螺陀螺 ltu 線路盒專線路盒專 用測試設(shè)備用測試設(shè)備 方案設(shè)計報告方案設(shè)計報告 編號編號 共共 頁頁 編編 寫：寫： 校校 對：對： 審審 核：核： 會會 簽：簽： 標標 檢：檢： 批批 準：準： 北京康拓科技開發(fā)總公司北京康拓科技開發(fā)總公司 目錄目錄 1概述概述.6 2引用文件引用文件.6 3需求分析需求分析.6 3.1整體結(jié)構(gòu).6 3.2專用電源.7 3.3測控箱.7 3.3.1脈沖采樣要求.7 3.3.2恒流源要求.7 3.3.3模擬信號測量要求.8 3.4計算機.8 3.4.1測控箱前面板.8 3.4.2測控箱后面板.9

2、 3.5被測對象總結(jié).9 4測試設(shè)備硬件方案設(shè)計測試設(shè)備硬件方案設(shè)計.9 4.1測控箱.9 4.1.1apci5096.11 4.1.2gx5871.11 4.1.3gx5872.12 4.1.4gxrcio.13 4.1.5apci5488.13 4.1.6apci5487.14 4.1.7gx5488.14 4.1.8gxjdq.15 4.1.9ztli1.15 4.1.10前面板設(shè)計.16 4.1.11后面板設(shè)計.17 4.2電源箱.18 4.2.1電源輸入指標.18 4.2.2輸出電壓及功率.18 4.2.3調(diào)整率.18 4.2.4顯示精度.18 4.2.5保護功能.18 4.2.6輸

3、出紋波.19 4.2.7程控.19 4.3上位機.19 4.4溫度傳感器.20 4.5展開箱.20 4.6測試電纜.20 5信號處理方法信號處理方法.21 5.1單脈沖信號輸出.21 5.2脈沖寬度采集.22 5.3連續(xù)脈沖輸出.22 5.4個數(shù)脈沖輸出.23 5.5連續(xù)脈沖計數(shù).24 5.6定時脈沖計數(shù).24 5.7觸發(fā)脈沖計數(shù).25 5.8動量輪轉(zhuǎn)速采集.25 5.9異步串口發(fā)送.27 5.10異步串口接收.29 5.11串口應(yīng)答.30 6軟件方案軟件方案.33 6.1軟件需求分析.33 6.2軟件開發(fā)與運行平臺.33 6.3測控箱軟件設(shè)計方案.33 6.4測控箱軟件主要模塊流程圖.33

4、6.5計算機軟件設(shè)計方案.33 7接口設(shè)計接口設(shè)計.33 7.1機械接口.33 7.2電接口.33 7.2.1rs422接口電路.33 7.2.2脈沖輸出.34 7.2.3脈沖輸入.35 7.2.4模擬量采集.35 7.2.5模擬量輸出.36 7.2.6恒流源輸出.36 7.2.7電源電壓調(diào)理.36 7.2.8電源電流調(diào)理.37 7.2.9繼電器控制.37 8可靠性設(shè)計可靠性設(shè)計.38 9安全性設(shè)計安全性設(shè)計.38 9.1對測試人員的安全性設(shè)計.38 9.2對被測對象的安全性設(shè)計.38 9.3對測試設(shè)備的安全性設(shè)計.39 10熱設(shè)計熱設(shè)計.39 11可維修性設(shè)計可維修性設(shè)計.40 12可校準性

5、設(shè)計可校準性設(shè)計.41 13電磁兼容性設(shè)計電磁兼容性設(shè)計.41 14產(chǎn)品售后服務(wù)產(chǎn)品售后服務(wù).42 15遺留問題遺留問題.42 16結(jié)論結(jié)論.42 附錄附錄 a 設(shè)備清單設(shè)備清單.43 附錄附錄 b 文件清單文件清單.44 comment a1: 注意，該部分為 需求分析，是分析任務(wù)書需 求，而不是簡單的復(fù)值任務(wù) 書。 1 概述概述 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， 主要內(nèi)容包括：方案選擇、系統(tǒng)組成、工作原理、對外接口、可靠 性、安全性以及其它方面的描述。 2 引用文件引用文件 任務(wù)書編號xx 測試設(shè)備任

6、務(wù)書 gjb1622-93航空電氣和電子設(shè)備的測試設(shè)備通用規(guī)范 gjb450a-2004裝備可靠性工作通用要求 qj2109.2-91專用測試設(shè)備通用設(shè)計要求 q/w 416-93衛(wèi)星電氣測試設(shè)備安全要求 企業(yè)標準 q/hdktk002-2007apci5000 系列工業(yè)控制機技術(shù)規(guī)范 3 需求需求分分析析 3.13.1整體需求整體需求 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。 3.23.2功能與組成功能與組成 較為詳細地描述測試設(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、計算機、高精度數(shù)字電壓表 和存儲示波器、高精度低速轉(zhuǎn)臺、陀螺測試工裝

7、等。測試系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 圖如圖 1 所示 comment a2: 任務(wù)書要求的各 組成部分，和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。 comment a3: 描述被測對象 comment a4: 電源整體指標， 有其他要求時，也一并列出 被測試產(chǎn)品 計算機 專用電源 測控箱 陀螺組件2 陀螺線路2 （6通道） 陀螺組件1 陀螺線路1 （3通道） 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。 3.33.3 設(shè)備各組成部分的性能指標或要求設(shè)備各組成部分的性能指標或要求 較為詳細地描述測試設(shè)備的性能指標要求，一

8、般可從任務(wù)書中 提煉。 3.3.1 專用電源專用電源 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。 指標如下： 通道電壓值范圍電流精度紋波 電源 128v 15 10a1750mv(p-p) 電源 220v 15 2.5a1200mv(p-p) 3.3.2 脈沖采樣要求脈沖采樣要求 測控箱可以對陀螺輸出的 42 路脈沖信號進行計數(shù)，可以設(shè)置采 樣頻率、采樣個數(shù)，并在測控箱前面板顯示。脈沖計數(shù)可以設(shè)為定 周期模式或者累加模式，可通過計算機對脈沖計數(shù)進行采集控制和 顯示、存儲處理。采樣計數(shù)周期從 0.05s1min 可以設(shè)定。定時精度 comment a5: 列出通道數(shù)量和 各信號的技

9、術(shù)指標。 comment a6: 同上 comment a7: 同上 要求優(yōu)于 10-5秒，脈沖計數(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 145.5v01.0v 45s150k 050khz6 陀螺線路 2812v01.0v 45s20k 050khz12*3=36 3.3.3 恒流源要求恒流源要求 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；恒流源輸出的大小和 極性可通過計算機控制輸出；恒流源輸出的穩(wěn)定精度能夠滿足最大 誤差小于 210-4ma。 3.3.

10、4 模擬信號測量要求模擬信號測量要求 要求測量 9 個陀螺測量通道輸出共 36 路電壓信號。被測信號輸 出阻抗5k。電壓測量精度誤差0.01v。各路待測模擬信號特性見 表 2。 表 2 模擬信號特性表 信號類別數(shù)量信號特性 溫度信號905（0.2）v 馬達信號90（0.04）5（0.04）v 速率信號90（0.2）5（0.2）v 應(yīng)急信號9-5（0.5）5（0.2）v 3.3.5 計算機計算機 主流配置。 3.3.6 測控箱前面板測控箱前面板 a. 液晶顯示屏。 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。

11、 c. 產(chǎn)品加電/切電開關(guān)（每個開關(guān)都有指示燈） 。 comment a8: 根據(jù)需求定 comment a9: 需求而定 comment a10: 上述被測對象 信號總結(jié)。該小節(jié)非常必要。 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)品使用的電源嚴格分開,不得共用電源. g. usb

12、/鍵盤/鼠標/顯示器接口 h. 可通過前面板插入鍵盤/鼠標后操作測控箱軟件.通過 usb 傳 遞數(shù)據(jù)。 3.3.7 測控箱后面板測控箱后面板 后面板上部為電壓和負載電阻測試孔，要求測試孔應(yīng)無金屬裸 露，以防止電源短路。最好設(shè)計有保護蓋，在不使用時可以蓋上并 鎖緊。 插座的接點定義要求見接點定義 ids 表文件。 接地樁與機殼的搭接電阻小于 10m，接地樁與電源地和信號 的絕緣電阻大于 20m。 3.43.4被測對象總結(jié)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類型和通道數(shù) 量見表 3 表 3 測控箱處理信號統(tǒng)計 信號類型信號類型通道數(shù)量 脈沖計數(shù)見表 142 模擬量采集見表 23

13、6 恒流源輸出-8ma8ma3 溫度傳感器-50+1008 電源電壓見電源要求6 電源電流見電源要求20 電源控制見電源要求20 4 方案確定和系統(tǒng)構(gòu)成方案確定和系統(tǒng)構(gòu)成 4.14.1方案確定方案確定 本測試設(shè)備的設(shè)計的確定應(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)計類似測試設(shè)備的成功經(jīng)驗； c.選用的設(shè)備從技術(shù)上看應(yīng)有一定的先進性； d. 系統(tǒng)易更新、易擴展、可靠性高、易維護。 根據(jù)以上的設(shè)計原則，我們選用了 apci 總線的一體化工控機 作為測試設(shè)備的核心。 4.24.2設(shè)備的組成設(shè)備的組成 測試設(shè)備主要包括測控箱、電源箱、上位計算機、展開箱、配 套電纜。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)見圖

14、 2。 控 制 器 模 塊 脈 沖 輸 出 模 塊 1 電 源 模 塊 串 口 通 信 模 塊 液晶屏 被測設(shè)備 同 步 脈 沖 數(shù) 出 模 塊 電 源 控 制 模 塊 繼電器模塊 脈 沖 輸 出 模 塊 2 d a 模 塊 a d 模 塊 前面板控制按鈕 電 源 箱 電 源 輸 出 電源箱上位計算機 測控箱 配套電纜 圖 2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖、 comment a11: 刪除設(shè)備中不 使用的方法 測控箱箱體內(nèi)安裝控制器和各種擴展卡，控制器上安裝 windows 操作系統(tǒng)。在無上位機的情況下，測控箱可獨立工作。 5 設(shè)備技術(shù)指標和實現(xiàn)方法設(shè)備技術(shù)指標和實現(xiàn)方法 主要技術(shù)指標和使用的實現(xiàn)方法見表 4。

15、 表 4 主要指標和實現(xiàn)方法 信號名稱技術(shù)指標實現(xiàn)方法 脈沖頻率025khz 可調(diào)24mhz 時鐘分頻 脈沖脈寬 （正） 45s24mhz 時鐘計數(shù) 異步串口115.2kbps24mhz 時鐘 fpga ad/da12 位采用 16 位的芯片 5.15.1單脈沖信號輸出單脈沖信號輸出 單脈沖信號輸出使用 fpga 實現(xiàn)。 邏輯采用模塊化設(shè)計。實現(xiàn)該功能共使用 3 個模塊，分別是分 頻模塊、觸發(fā)模塊和計數(shù)輸出模塊。 分頻模塊：將板上的主時鐘分頻為計數(shù)時鐘，將計數(shù)時鐘送給 計數(shù)輸出模塊進行計數(shù)。 觸發(fā)模塊：監(jiān)測總線上的控制，將觸發(fā)信號送給計數(shù)輸出模 塊。 計數(shù)輸出模塊：監(jiān)測到觸發(fā)信號后開始輸出指令

16、并開始進行計 數(shù)，計數(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： 分頻模塊 觸發(fā)模塊 計數(shù)輸出模塊 指令輸出 計數(shù)時鐘 觸發(fā)信號 外時鐘 總線控制 comment a12: 根據(jù)任務(wù)需求 comment a13: 任務(wù)書要求 圖 3 單脈沖信號輸出框圖 在該系統(tǒng)中外時鐘為 24mhz，將主時鐘分頻為 1khz（1ms）的 計數(shù)時鐘。計數(shù)輸出模塊輸出指令脈寬的誤差會小于 1ms。滿足任 務(wù)要求的10ms。 5.25.2脈沖寬度采集脈沖寬度采集 脈沖寬度采集使用 fpga 實現(xiàn)。 該邏輯采用模塊化設(shè)計。實現(xiàn)該功能共使用 3 個模塊，分別是 分頻模塊、數(shù)據(jù)處理模塊和計數(shù)模塊。 分頻模

17、塊：將板上的主時鐘分頻為計數(shù)時鐘，將計數(shù)時鐘送給 計數(shù)輸出模塊進行計數(shù)。 計數(shù)模塊：在脈沖信號開始時開始進行計數(shù)，在脈沖信號結(jié)束 時結(jié)束計數(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)測計數(shù)模塊是否有新的數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)送給總 線進行讀取。 模塊結(jié)構(gòu)如圖 4 所示： 分頻模塊 計數(shù)模塊 分頻后時鐘外時鐘 被測信號 數(shù)據(jù)處理模塊 計數(shù) 結(jié)果 總線取數(shù) 圖 4 脈沖寬度采集功能框圖 在該系統(tǒng)中外時鐘為 24mhz，將主時鐘分頻為 10khz（0.1ms） 的計數(shù)時鐘。計數(shù)模塊采集的脈寬誤差會小于 0.1ms。滿足任務(wù)要求 的0.25ms。 脈沖寬度 = 計數(shù)結(jié)果 0.1ms 5.35.3連續(xù)脈沖輸出連

18、續(xù)脈沖輸出 連續(xù)脈寬輸出使用 fpga 實現(xiàn)。 連續(xù)脈沖輸出主要有兩個參數(shù)：頻率和占空比。 邏輯采用模塊化設(shè)計。實現(xiàn)該功能共使用兩個模塊，邏輯控制 comment a14: 任務(wù)書要求 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： 邏輯控制 脈沖輸出模塊 使能信號 高電平參數(shù)nh 低電平參數(shù)nl 脈沖輸出 圖 5 連續(xù)脈寬輸出功能框圖 其中高電平參數(shù)（nh）和低電平參數(shù)（nl）為板上主時鐘個 數(shù)，在脈沖輸出模塊中對主時鐘進行計數(shù)。初始狀態(tài)輸出低電平。 監(jiān)測到使能信號后開始計數(shù)，當計數(shù)值等于 nl 后設(shè)輸出電平為 高，計算器清

19、零，當計數(shù)值等于 nh 后設(shè)置輸出電平為低。 lh nn 主時鐘頻率 脈沖頻率 lh h nn n 占空比 在該系統(tǒng)中主時鐘為 24mhz。要求高電平寬度為 45s。則： nh=241064.5106=108 h 6 l n 1024 n 輸出脈沖頻率 5.45.4個數(shù)脈沖輸出個數(shù)脈沖輸出 個數(shù)脈寬輸出使用 fpga 實現(xiàn)。 個數(shù)脈沖輸出主要有兩個參數(shù)：脈沖個數(shù)、頻率和占空比。 邏輯采用模塊化設(shè)計。實現(xiàn)該功能共使用兩個模塊，邏輯控制 模塊和計數(shù)脈沖輸出模塊。 邏輯控制模塊：設(shè)置各種參數(shù)。 計數(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： comment a15: 同上 邏輯控

20、制 計數(shù)脈沖輸出 模塊 使能信號 高電平參數(shù)nh 低電平參數(shù)nl 脈沖輸出 輸出脈沖個數(shù) 圖 6 個數(shù)脈寬輸出功能框圖 其中高電平參數(shù)（nh）和低電平參數(shù)（nl）為板上主時鐘個 數(shù)，在脈沖輸出模塊中對主時鐘進行計數(shù)。初始狀態(tài)輸出低電平。 監(jiān)測到使能信號后開始計數(shù)，當計數(shù)值等于 nl 后設(shè)輸出電平為 高，計算器清零，當計數(shù)值等于 nh 后設(shè)置輸出電平為低。當輸出 脈沖個數(shù)等于設(shè)置值時停止脈沖輸出。 lh nn 主時鐘頻率 脈沖頻率 lh h nn n 占空比 在該系統(tǒng)中主時鐘為 24mhz。要求高電平寬度為 45s。則： nh=241064.5106=108 h 6 l n 1024 n 輸出脈

21、沖頻率 5.55.5連續(xù)脈沖計數(shù)連續(xù)脈沖計數(shù) 連續(xù)脈沖計數(shù)使用 fpga 實現(xiàn)。 該邏輯采用模塊化設(shè)計。實現(xiàn)該功能共使用兩個模塊，分別是 計數(shù)模塊和數(shù)據(jù)處理模塊。 計數(shù)模塊：對被測信號進行計數(shù)。 數(shù)據(jù)處理模塊：對計數(shù)結(jié)果進行處理。 模塊結(jié)構(gòu)如圖 7 所示： 計數(shù)器 脈沖 數(shù)據(jù)處理模塊 計數(shù)結(jié)果總線讀取 圖 7 連續(xù)脈沖計數(shù)功能框圖 計數(shù)結(jié)果直接送給控制器讀取。 5.65.6定時脈沖計數(shù)定時脈沖計數(shù) 定時脈沖計數(shù)使用 fpga 實現(xiàn)。 該邏輯采用模塊化設(shè)計。實現(xiàn)該功能共使用三個模塊，分別是 定時器模塊、計數(shù)模塊和數(shù)據(jù)處理模塊。 定時器模塊：輸出指定時間寬度的脈沖，該脈沖作為計數(shù)器使 能信號。 計

22、數(shù)模塊：對被測信號進行計數(shù)。 數(shù)據(jù)處理模塊：對計數(shù)結(jié)果進行處理。 模塊結(jié)構(gòu)如圖 8 所示： 計數(shù)器 被測脈沖 數(shù)據(jù)處理模塊 計數(shù) 結(jié)果 總線讀取 定時器模塊 定時脈沖 連接計數(shù)器使能 定時參數(shù) 圖 8 連續(xù)脈沖計數(shù)邏輯模塊圖 定時脈沖連接計數(shù)器使能。計數(shù)結(jié)果直接送給控制器讀取。 5.75.7觸發(fā)脈沖計數(shù)觸發(fā)脈沖計數(shù) 觸發(fā)脈沖計數(shù)使用 fpga 實現(xiàn)。 該邏輯采用模塊化設(shè)計。實現(xiàn)該功能共使用兩個模塊，分別是 計數(shù)模塊和數(shù)據(jù)處理模塊。 計數(shù)模塊：對被測信號進行計數(shù)。 數(shù)據(jù)處理模塊：對計數(shù)結(jié)果進行處理。 模塊結(jié)構(gòu)如圖 9 所示： 計數(shù)器 被測脈沖 數(shù)據(jù)處理模塊 計數(shù) 結(jié)果 總線讀取 觸發(fā)信號 連接計

23、數(shù)器使能 圖 9 個數(shù)脈沖計數(shù)邏輯模塊圖 觸發(fā)信號連接計數(shù)器使能信號。計數(shù)結(jié)果直接送給控制器讀 取。 comment a16: 也可能是 cmg 5.85.8動量輪轉(zhuǎn)速采集動量輪轉(zhuǎn)速采集 動量輪轉(zhuǎn)速采集使用 fpga 實現(xiàn)。 邏輯采用模塊化設(shè)計。實現(xiàn)該功能共使用三個模塊，分別邏輯 控制模塊、數(shù)據(jù) fifo 模塊和脈沖周期計數(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)進行緩存。 脈沖周期計數(shù)模塊：對動量輪轉(zhuǎn)速脈沖進行脈沖周期計數(shù)。 模塊結(jié)構(gòu)如圖 10 所示： 脈沖周期計數(shù) 模塊 數(shù)據(jù) fifo 模塊 數(shù)據(jù)n 計數(shù)結(jié)果 轉(zhuǎn)速脈沖 d1 d2 d3 d2

24、4 邏輯控制模塊 主時鐘 將n循 環(huán)寫 入 d1 d24 總線 圖 10 動量輪轉(zhuǎn)速采集功能框圖 系統(tǒng)中主時鐘使用 24mhz 的晶振，脈沖周期計數(shù)是指相鄰的兩 個動量輪轉(zhuǎn)速脈沖之間的主時鐘個數(shù)。 在邏輯控制模塊中內(nèi)為每個通道設(shè)有 24 個 32 位的緩存器，命 名為 d1到 d24，存儲動量輪轉(zhuǎn)動 1 周輸出的連續(xù) 24 個脈沖的周期， 采用 32 位計數(shù)器，通過 24mhz 晶振進行計數(shù)，記錄動量輪轉(zhuǎn)速脈 沖上升沿間的時間。如圖 11 所示： 第1個脈沖第2個脈沖第24個脈沖第25個脈沖 n1n2n24n25 轉(zhuǎn) 速 脈 沖 圖 11 脈沖個數(shù)說明示意圖 計數(shù)采用 32 位計數(shù)器，n1為第

25、 1 個脈沖和第 2 個脈沖間 comment a17: 計數(shù)能否滿足 任務(wù)書要求 24mhz 時鐘的個數(shù)，n2為第 2 個脈沖和第 3 個脈沖間 24mhz 時鐘 的個數(shù)，依此類推，n24為第 24 個脈沖和第 25 個脈沖間 24mhz 時 鐘的個數(shù)。 脈沖周期計數(shù)模塊將 n 按順序填寫的 fifo 中，邏輯控制模塊 則也會按順序?qū)?n 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)，此時進行下一 周期的計數(shù)。這樣板中這 24 個緩存器為連續(xù)的 24 個動量輪轉(zhuǎn)速脈 沖的數(shù)據(jù)。 總線在一個采樣周期內(nèi)全

26、部這 24 個緩存器的數(shù)據(jù)，進行運算處 理就可以得到穩(wěn)定的動量輪的轉(zhuǎn)速值。運算過程為： 先得到頻率是 24mhz 時鐘的周期 t，單位秒； （1） 6 1 t(s) 24 10 動量輪轉(zhuǎn)動 1 周所用時間 t，單位秒， 為第 i 個緩存器中的id 計數(shù)值，為 24 個緩存器中脈沖計數(shù)的總和； 24 1di i t=t （2） 24 1d ( )i i s 動量輪的轉(zhuǎn)速單位為 rpm，即每 60s 轉(zhuǎn)動的圈數(shù)。得到動量輪 轉(zhuǎn)速v （3）rpm 60 t v 將公式（1） 、 （2）代入公式（3）得到動量輪轉(zhuǎn)速的計算公式 為： rpm i v i 24 1 9 d 101.44 通過這種方法可以精

27、確算出動量輪的轉(zhuǎn)速，避免安裝工藝誤差 造成的轉(zhuǎn)速計算誤差。 這種測試方法的誤差來源主要有兩個方面： 在本設(shè)備中主時鐘使用？mhz 晶振，經(jīng)過計數(shù)誤差為？ 5.95.9異步串口發(fā)送異步串口發(fā)送 異步串口發(fā)送使用 fpga 實現(xiàn)。 邏輯采用模塊化設(shè)計。實現(xiàn)該功能共使用三個模塊，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： 邏輯控制模塊 總線 數(shù)據(jù)發(fā)送模塊 參數(shù)設(shè)置 發(fā)送數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù)輸出 發(fā)

28、送 fifo 模塊 發(fā)送數(shù)據(jù) 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、校驗位、停止位 和字節(jié)間延時。各參數(shù)的設(shè)置方法如下： 校驗位設(shè)置：0 為無校驗，1 為奇校驗，2 為偶校驗。 停止位設(shè)置：0 為 1 停止位，1 為 2 停止為。 波特率可設(shè)置為任意波特率，板上以 24mhz 作為時鐘，波特率 設(shè)置參數(shù)為 24mhz 的時鐘個數(shù)。 24mhz 的時鐘周期 t 為： 6 1 t(s) 24 10 串口發(fā)送 1 個數(shù)據(jù)位的時間 t 為： st baudrate 1 波特率設(shè)置參數(shù) n 為： baudrate 1024 t t 6 n 字節(jié)間延時采用 16 位計數(shù)器

29、，設(shè)置的參數(shù)為 24mhz 的時鐘個 數(shù)。計數(shù)器的計數(shù)范圍是 065535，乘以 24mhz 的時鐘周期 t，得 到可設(shè)置的字節(jié)間延時范圍是 02.37ms。設(shè)置參數(shù) n為： )( )(1024 6 s s n 延時時間 發(fā)送 fifo 模塊有空標志和滿標志，深度默認設(shè)置為 512。邏輯 控制模塊一次最多可寫入 512 字節(jié)數(shù)據(jù)。該深度可根據(jù)實際應(yīng)用中 的不同需求進行設(shè)置。 數(shù)據(jù)發(fā)送模塊初始運行在檢測 fifo 數(shù)據(jù)狀態(tài)，當檢測到 fifo 的空標識為假時，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)） 、校驗位（設(shè)置有校驗位時）和停止位，發(fā) 送完成后判斷字節(jié)間延時

30、是否設(shè)置為零，不為零時等待字節(jié)間延 時，完成一個字節(jié)的發(fā)送，返回到檢測 fifo 數(shù)據(jù)狀態(tài)。 5.105.10 異步串口接收異步串口接收 異步串口接收使用 fpga 實現(xiàn)。 邏輯采用模塊化設(shè)計。實現(xiàn)該功能共使用三個模塊，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 模塊：對接收的數(shù)據(jù)進行緩存。 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： 邏輯控制模塊數(shù)據(jù)接收模塊 參數(shù)設(shè)置 接收 fifo 模塊 接

31、收數(shù)據(jù)接收數(shù)據(jù) 總線 接收數(shù)據(jù)狀態(tài) 數(shù)據(jù)接收 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、校驗位、停止位 和采樣時間設(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： 校驗位設(shè)置：0 為無校驗，1 為奇校驗，2 為偶校驗。 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 表示停止位錯誤，第 1 位為 1 表示校驗位錯誤。 波特率可設(shè)置為任意波特率，板上以 24mhz 作為時鐘，波特率 設(shè)置參數(shù)為 24mhz 的時鐘個數(shù)。 24mhz 的時鐘周期 t 為： 6 1 t(s) 24 10 串口接收 1 個數(shù)據(jù)位的時間 t 為： st baudrate 1 波特率設(shè)置參數(shù) n 為： baudrate 1024 t t 6 n 采樣時間設(shè)置表示當數(shù)據(jù)接收模塊檢測到數(shù)據(jù)起始位后，何時 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。默認設(shè)置為 波特率的一半，即 n/2。當