基于FLASH的四通道同步记录仪的设计与实现

摘要

目前，随着精密制导武器精度的提高，钻地武器在坑道内爆炸的可能性越来越大。而用于对付地下或野战工事、建筑物和坑道等密闭或半密闭目标的温压武器，由于其强大的杀伤效力，正日益受到世界各国的高度重视。因此，人们对爆炸热作用的研究也越来越多。由于，与其配套的测试设备性能的高低直接影响到测试结果的精度，所以需要高性能的测试设备。本文是应某靶场利用高速热电偶测试爆炸坑道温度的需求，而为其配套设计并制作的四通道同步记录仪。根据测试温度的不同，提出了两种同步记录仪的实现方案。
　　根据靶场提出的技术指标和功能要求，设计完成了一种基于CPLD和单片机控制，四路SRAM(静态存储器)缓存，四个通道的数据按通道依次进入FLASH（闪存）中存储的四通道同步记录仪。可实现单通道最高采样频率为500kHz，四通道同步采集顺序记录的功能。另一种是基于一片FIFO（先入先出存储器）缓存，在CPLD和单片机的控制下，四个通道的数据按照转换时间的先后依次进入FLASH（闪存）中存储的四通道同步记录仪。可实现单通道最高采样频率为100kHz，四通道同步采集顺序记录的功能。两种记录仪利用FLASH存储器的大容量，掉电后数据不丢失的存储特性，可完成多次记录，掉电后一次读数的功能。四路同步、多次触发以及工作参数可调节的功能特性，扩展了记录仪的适用性。
　　本文对两种记录仪的模拟电路，数字电路的各个模块以及软件进行了设计和调试。调试完成后，对记录仪进行了技术指标和功能要求的验证性试验。经分析试验结果，表明记录仪系统满足各项指标，系统稳定可靠。

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1 绪论

1.1 课题研究的背景及意义

1.2 数据记录仪的应用及发展趋势

1.3 数据记录的关键技术分析

1.4 本论文主要完成的工作

2 记录仪的总体设计

2.1 记录仪的技术指标及功能要求

2.2记录仪总体设计

2.3 系统核心控制器件的选择

3 信号传输通道及信号采集

3.1 信号适配及调理

3.2 四通道信号同步采集

4 基于FLASH的数据存储

4.1 FLASH芯片的选型

4.2 基于SRAM缓存的数据存储

4.3 基于FIFO缓存的数据存储

5 系统功能设计的关键技术

5.1 多次重触发

5.2 负延迟的实现

5.3 USB通信接口

6 记录仪软件设计

6.1 软件功能概述

6.2 多种参数的管理

6.3 测试数据的管理

6.4 数据文件存储

7记录仪功能测试及结果

7.1四通道同步采集功能验证

7.2采样频率可调节性验证

7.3多次重触发功能的验证

7.4负延迟功能的验证

7.5信号记录时间验证

8 总结

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及所取得的研究成果

致谢