CPCI总线四通道隔离计数器研制

摘要

CPCI计数器模块是组建军用自动测试系统最常用的模块之一,广泛应用于频率测量、周期测量和时间串测量等。被测系统和测试系统的参考地的不同,因此往往需要相互隔离,目前的货架产品往往难以满足军用系统的环境适应性及可靠性要求。因此,开发符合我国军用自动测试系统要求的CPCI隔离计数器模块具有重要意义。
　　本文根据功能要求以及技术指标,提出了CPCI隔离计数器模块的总体设计方案。选用TMS320DM642 DSP作为主控 CPU,并利用其内部的PCI接口完成了CPCI接口设计,有效减小了模块体积、缩短了开发周期和降低了开发难度。利用FPGA,通过设计通道选择电路、数字去抖电路、极性选择电路、闸门时间电路和计数器电路,实现频率测量、周期测量、脉宽测量、时间间隔测量和时间串测量,使计数设计紧凑,扩展方便。通过磁耦、光耦以及隔离电源DC-DC的配合使用,实现了计数器的完全隔离;采用了带滞回功能的比较器,提高了抗干扰能力,设计了前端调理电路、比较器电路、比较电平转换电路、比较电平生成电路,实现了对前端信号的处理。所有元件选用工业级器件,满足环境条件的要求。在软件方面,根据模块功能编写了DSP固化软件;利用Labwindows/CVI编写了CPCI计数器模块的驱动程序以及测试面板,测试面板实现了对计数器的硬件配置与测试。模块软硬件的联调及实验室测试结果表明 CPCI计数器模块的设计方案合理,功能和性能达到了设计要求。

目录

摘 要

Abstract

第1章 绪论

1.1 课题的目的和意义

1.2 计数器概述

1.3 国内外研究现状及分析

1.4 主要研究内容

1.5 本文结构

第2章 总体方案设计

2.1 功能要求与技术指标

2.2 测频方法研究

2.3 硬件总体方案

2.4 本章小结

第3章 硬件设计

3.1 CPU及CPCI接口设计

3.2 计数器功能模块设计

3.3 测试通道电路设计

3.4 PCB设计

3.5 本章小结

第4章 软件设计

4.1 DSP程序设计

4.2 上位机软件设计

4.3 本章小结

第5章 模块调试与测试

5.1 调试与测试环境的搭建

5.2 模块调试

5.3 模块测试

5.4 误差分析

5.5 本章小结

结论

参考文献

附录1 CPCI计数器模块布局图

附录2 CPCI计数器模块实物图

附录3 FPGA内部的计数器电路的语言描述

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致谢