加速器高频自动频率调谐系统的设计与实现

摘要

兰州重离子加速器(HIRFL)是一台组合加速器装置，它自1988年建成至今，为众多的离子核物理和应用实验提供了多种束流。而高频系统是为加速器提供能量的关键系统。加速器运行时，高频电压加在高频腔体上，用来实现对粒子的加速。　　 高频腔体热变形，腔体的机械震动等都会造成腔体失谐从而引起腔体电压的下降以及高频电压的相位漂移。因此，频率调谐系统既是保证腔体正常运行的关键部分之一，自动调谐系统能够实现对高频腔调谐的远程控制，能够快速、准确的进行调谐。　　 单片微型计算机是微型计算机的一个重要分支，也是颇具生命力的机种。特别适用于控制领域。近年来单片机的应用正在不断地走向深入，已越来越广泛地应用于智能仪表、工业控制、日常生活等很多领域。单片机突出的特点是体积小，功耗低，可靠性高。　　 本文的工作就是设计一个能很好满足要求的自动频率调谐系统，从硬件设计、软件设计、抗干扰设计方面对系统的实现进行了描述。总体设计以简单和经济为基本出发点，尽量选用低价的高性能芯片以节省设计成本。设计了单片机控制单元的软件，主要包括初始化子程序、采集数据子程序、移相子程序、方向识别子程序、调谐子程序和显示子程序，并完成了整个软、硬件系统的调试。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章引言

§1.1概述

§1.2回旋加速器的发展

§1.2.1回旋加速器的应用

§1.2.2回旋加速器的组成

§1.3高频系统的作用和组成

§1.3.1高频调谐系统的作用

§1.3.2高频腔失谐的原因

§1.3.3现有调谐系统的原理及工作过程

§1.4本文要解决的问题

第二章嵌入式系统

§2.1嵌入式系统的概念

§2.2嵌入式系统的分类

§2.3以MCU为核心的嵌入式系统

§2.3.1 MCU的发展

§2.3.2 MCU的发展趋势

§2.3.3 MCU的特点

§2.3.4 MCU的应用

§2.3.5 MCU的基本组成

第三章自动调谐系统的硬件设计

§3.1自动调谐系统的设计原则

§3.2调谐系统基本原理

§3.3调谐系统的总体设计

§3.3.1鉴相器单元

§3.3.2移相器单元

§3.4控制单元

§3.4.1控制单元信号分析

§3.4.2控制单元主要器件的选择

§3.4.3控制单元的电路设计

§3.4.4控制单元地址分配

第四章系统的软件设计

§4.1系统的开发工具

§4.2控制单元软件设计

§4.2.1主控制程序

§4.2.2初始化子程序

§4.2.3数据采集子程序

§4.2.4移相子程序

§4.2.5方向识别子程序

§4.2.6调谐子程序

§4.2.7显示子程序

第五章系统的抗干扰分析和设计

§5.1系统干扰的来源、类型

§5.2系统硬件抗干扰设计

§5.3系统软件抗干扰设计

结论与展望

§6.1结论

§6.2存在的问题

§6.2展望

参考文献

攻读学位期间所发表的学术论文

致 谢