红外热像仪与上位机通信系统设计

设计了一款上位机软件实现对国产中波凝视红外热成像系统的指控命令发送、软件版本更新等功能。红外图像的处理主要在FPGA内完成,上位机通过串口直接与FPGA内部的NIOSⅡ通信,完成红外图像的非均匀性校正、盲元处理(包括盲元列表的上传下载)、图像性能测试等功能,并且上位机可以通过串口直接对FPGA程序进行更新。为了提高通信的稳定性,所有通信命令采用统一格式的数据命令包进行发送和接收。相比较一般的串口数据通信,所设计的通信方式具有传输距离远、误码率低、软件升级操作简单、方便、效率高等特点。对比一般的红外成像系统,本系统采用串口在线升级FPGA的方式,简化了系统硬件电路设计,方便了系统后期维护。     

混合动力汽车电机驱动系统监测与控制研究

通过串口通信实现混合动力汽车电机驱动系统的电池组电压、电流和加速踏板位置等信号的实时采集、处理和显示,并对驱动系统进行诊断;采用PWM(脉宽调制)技术控制电动机速度;上位机(PC机) 程序采用 Delphi高级语言编写,下位机(单片机)程序采用C语言编写。通过对系统调试与模拟仿真,表明所设计的系统有效和可行。     

基于FIFO的串口通信模式研究

详细介绍了串口通信的基本原理和实现方法,在上位机和DSP之间实现3种通信方式,即查询方式、标准SCI模式的中断方式、FIFO模式下的中断方式;同等条件下,接收和发送同等数据量数据,使用FIFO中断方式用时最少,通信效率最高,节省了CPU的机时资源;当数据量越大时,采用该方式,其优越性越明显。在FIFO中断方式中,针对上位机与DSP之间存在的上电时序问题,提出了一种找帧头重排序方法,经过实验,验证了该方法的可靠性。     

某型瞄准线稳定测试系统RS232串行通信的研究

某型瞄准线稳定测试系统是用于测试和检验班组武器系统、轻型低空反导转管机枪等武器系统中的光电跟踪子系统瞄准线独立性能的专用设备;介绍利用LabWindows/CVI实现上位机与下位机之间的通信,设计了瞄准线稳定测试系统,分析了下位机需要实时检测的物理量信息;为了提高系统的可视性和实现对下位机的控制,通过RS232串行通信技术向上位机传输数据;对上位机利用LabWindows/CVI的控件实现数据采集,数据显示和存储进行了研究;实验结果表明,基于LabWindows/CVI的RS232串行通信的上位机数据采集与显示系统具有可视性强、操作简单等特性。     

基于DSP和LabVIEW的1553B总线芯片测试系统的设计与实现

B芯片测试系统由上位机和下位机两部分构成,下位机是用两片DSP芯片作为控制芯片构建两个1553B总线的终端,上位机在计算机上用LabVIEW平台控制一块1553B的总线板卡,并且通过串口发送各种测试命令给下位机,共同完成对DDC公司的BU-61580系列芯片的内部功能、总线协议功能及电气特性测试,对被测芯片处于BC、RT、MT三种不同类型终端时的各种功能与时序进行直观显示;测试环境与芯片在实际运用中效果一样,可以对芯片进行筛选,成本低;通过在某单位实际应用表明,该测试系统具有测试简单、功能全面、性能稳定的特点,系统还可自检,满足了用户的要求。     

基于STM32与串口服务器的IP语音通信系统设计

针对模拟训练系统中语音通信的应用需求,提出了一种基于TCP/IP协议在局域网内进行IP语音通信的实现方法。分析了该语音通信系统的组成结构和工作原理,设计了以微处理器STM32F103ZET6为核心、以语音编解码芯片VS1053B为驱动的语音控制电路,SD卡连接电路和电源电路;移植了UCOSⅢ嵌入式实时操作系统增强控制系统的实时性和稳定性,采用FatFs文件系统管理SD卡存储设备。利用串口服务器实现串口数据与以太网数据的快速交换,完成模拟训练系统局域网的搭建,实现基于TCP/IP协议的稳定高效的IP语音通信。测试结果表明,系统稳定可靠、扩展性强,语音通信质量满足模拟训练使用要求。     

串口扩展芯片XR16L784在水文监测系统中的应用

为了解决系统设计中单片机串口数量较少不能同时满足多路串行通信的问题,通过对现有串口扩展技术进行对比分析,并针对水文监测系统的应用需求,提出了基于芯片XR16L784完成串口扩展的设计方案。介绍了串口扩展芯片XR16L784的硬件设计和软件编程的具体实现方法,并在水文监测系统上进行了实验验证。结果表明：串口扩展芯片XR16L784可有效实现多个串口扩充,扩充后的串口通道能够在不同波特率下稳定、可靠实现数据双向传输。串口扩展方案解决了在多路串行通信系统中系统主控单元串口数量有限的问题,在水文监测系统中体现出很好的实用价值。     

新一代DCS中智能温度监控系统设计与实现

传统的分布式温度监控方法存在费时费力、不便应用在特殊环境、不便用于多点融合监控等弊端,设计并实现了新一代DCS智能温度监控系统,通过核心为ARM7LPC2292芯片的下位机及时调整全部温控点的温度,自主设置温度、显示实际温度与报警;采用核心为89C51微处理器模块,将上、下位机的信息互相传递,确保上位机随时查询温度信息;通过CC2530终端节点实时采集测温终端的温度数据,将温度数据无线发送给CC2530协调器节点,不在采用传统的中转服务器方式,而是采用协调器节点通过串口与上位机进行通信,并在上位机中进行温度数据的处理和存储。软件设计过程中,对系统监控过程中上位机和下位机间的主从通信方式进行详细分析,并给出了系统温度监控数据通信传输的流程图,分析了系统实现温度监控的数据库访问代码以及温控曲线显示代码的设计。实验结果说明,所设计系统性能好、操作简单、控制准确率高。     

PC与PLC的串口通信及编程实现

在自由口模式下,通信协议由用户自己的梯形图程序控制。用户可以使用梯形图程序调用各种子程序,来进行接收中断、发送中断、发送指令(XMT)、接收指令(RCV)等通信控制操作。研究了在自由端口模式下PC与S7-200型PLC之间的通信,并采用Visual Basic编程来实现上位机与下位机之间的通信。     

基于通用运动控制器的磁场点测台控制系统

磁场点测台是加速器领域测量磁铁和波荡器等磁元件的主要设备之一, 其需要在快速精确的控制系统支持下工作。中国工程物理研究院应用电子学研究所近期搭建了一套磁场点测台, 并基于通用运动控制器(UMAC), 设计开发了该磁场点测台的控制系统。系统采用了上位机工控机和下位机UMAC两级计算机控制的层级结构, 可以充分发挥其各自优势: 下位机UMAC可以快速、精确地控制电机动作, 因此下位机程序负责控制六轴运动平台以go-stop模式运动; 上位机工控机数据处理和存储能力强, 因此上位机人机交互界面负责收集、记录和显示磁场数据, 并负责设定磁场测量参数和监控运行状态。两级计算机动作的同时性通过触发信号来保证。     

基于USB总线的离散量接口设计与实现

为了满足航空电子仿真系统对离散量输入输出控制的需求,设计开发了一种基于USB总线的离散量输入输出接口。该接口采用USB芯片CH375完成板卡与主机数据通信,51单片机作为主控制器,CPLD实现地址译码和逻辑控制,光耦和继电器分别为输入和输出隔离器件,具有采集56路光耦输入信号和56路继电器输出信号的功能。论文详细探讨了系统总体设计、硬件实现、软件配置和工作流程,给出了系统硬件的框架结构、软件架构,详细讨论了系统的驱动软件开发。该接口满足不同仿真系统离散量输入输出的需要,具有稳定性高、可热插拔、通道数目可变的特点,在工程应用中收到了很好的效果。     

基于FPGA的多通道串口数据采集与传输设计

针对多通道串口数据的采集与传输现实需要,提出了一种基于FPGA的多通道串口数据采集方案。通过对多路串口数据的同时采集、缓冲及打包的数据流处理思想,采用FPAG+多串口+USB的硬件框架及总线不同速率的传输算法,实现了多路串口数据的采集与传输。为了验证设计的有效性,设计了6路串口同时传输的试验方案,最终通过试验满足预期要求,达到多路串口同时采集及传输的目的。     

LabSView平台下电动起吊推车控制系统设计

针对当前电动起吊推车控制方法,采用模糊人工控制准确定位和智能控制性不好的问题,在LabSView平台下进行电动起吊推车控制系统优化设计,提出基于多线程串口非线性严格反馈的电动起吊推车控制系统设计方法。控制系统分为硬件设计和软件设计两大部分,系统总体构架分为数据采集模块、控制陀螺仪模块、执行器模块、上位机通信模块和人机交互模块等,根据模糊PID控制律进行电动起吊推车控制算法设计,以ADSP-BF537作为主控芯片进行控制器硬件设计,在LabSView平台下进行控制算法程序加载,实现软件开发设计。系统测试结果表明,采用该系统进行电动起吊推车控制,灵敏度较高,控制收敛误差较低,鲁棒性较好。     

脉冲超声换能器声场测试系统的设计*

脉冲超声换能器是超声检测的关键部件,为了获取其声场特性参数,文中基于小球反射法原理,采用虚拟仪器技术和单片机技术设计了声场测试系统。系统的程控交互界面采用了美国国家仪器公司研制开发的图形化编程软件LabVIEW来设计,在程控交互界面程序中通过调用动态链接库DLL来对系统核心硬件超声发射接收卡进行数据通信及对卡功能进行设置,同时系统上位机通过RS232串口与下位机单片机通讯,实现对三轴扫查平台的多种扫查方式控制。该系统可实时显示脉冲换能器声压分布图像,并可通过对声压分布数据实现对换能器近场长度及扩散角等参数的测量。     

基于LabVIEW激光引信回波模拟装置设计

激光引信回波模拟装置是激光引信测试设备的重要组成部分。介绍了激光引信回波模拟装置的组成,设计了用于该装置的硬件电路和软件控制系统。硬件电路采用单片机完成控制指令的接收和控制信号的产生,使用串行扩展芯片GM8125将单片机AT89S52的串行口扩展成5个,满足了激光引信回波模拟装置串口资源要求。软件控制系统基于LabVlFⅣ设计,主要包括串口通信程序和控制指令的产生程序,控制指令经串口通信传送给硬件电路。实验结果表明,该装置满足激光引信测试设备的要求。     

广播式自动相关监视设备系统设计

随着多旋翼无人机日益广泛的应用,其监视能力的薄弱也日渐显露,增强其自主监视能力是实现无机自动化的重要手段,为此,设计了一套基于MSP430F4152的小型广播式自动相关监视设备,可使多旋翼无人机具有自主监视能力。首先,基于现有的广播式自动相关监视技术,对嵌入式系统进行优化设计,然后,设计了以MSP430F4152微控制器为主控芯片的硬件部分,通过ATGM331C模块获取位置信息与时间同步信号,并利用nRF24L01 模块进行无线数据传输,最终在J204A显示屏上显示本机信息与远程数据。软件部分针对电池驱动的硬件做了优化设计,参考UAT数据链设计了本系统的工作时序,利用Asterix Category 021协议设计了本系统的报文格式,最后对文中方法进行实验测试,结果表明了文中系统能实现主监视,是一种可行的方法。     

适用于捷联惯导温度补偿的高精度测温系统

针对捷联惯导温度补偿的研究,设计了一种用铂电阻Pt1000作温度敏感器, ADS1148为信号调理和A/D转换的高精度双通道数字测温系统。采用高性能集成芯片、双恒流源式三线式配线法、比例输出结构和RC低通滤波器的设计,有效的简化了电路,增加了系统的抗干扰能力并减小了硬件误差;主控芯片采用MSP430单片机实现与ADS1148的通信和对上位机输出与温度数据相对应的16位数字量。试验结果表明该系统在捷联惯导温度补偿研究中所用的-40°C到60°C的温度范围内达到了0.002°C的分辨率。     

城轨列车辅助逆变器大功率器件开路故障诊断

随着LTE技术的不断发展,军事通信领域的通信终端产品也需要更新、升级。通信终端模块（CTM,Communication Transmission Module）是一款嵌入式的TD-LTE数据卡终端产品。AT指令模块用来实现CTM与PC机之间的数据传输与控制。提出了CTM中AT指令模块的软件设计方案,采用模块化的设计方法,统一上层应用接口,实现了应用程序与Nucleus平台的衔接,提高了应用程序的可移植性;AT指令的函数匹配处理流程采用分类查找法,简化了AT指令的查找过程,提高了查找效率。最后搭建测试环境,验证了AT指令模块的功能,以上方法在实际开发和应用中都具有良好的扩展性、通用性和可移植性。     

基于LabVIEW的高功率微波驱动源监控系统

针对高功率微波源对前级驱动电源的计算机自动控制要求,设计了一套1 200 kV高功率微波驱动电源监控系统。系统采用多功能数据采集卡控制大功率调压器产生连续可调的工频电压,再经过环氧高压变压器和整流硅堆等转换为直流高压,对储能电容进行充电控制;采用高速数据输入输出卡控制触发系统按时序进行工作;监测计算机通过RS-485串口方式对直流高压、闸流管阳极电压、闸流管对地电流等进行实时状态监测;控制主机通过以太网与中央控制计算机实现通讯,可以单独控制电源工作,也可以通过中央计算机统一协调工作;采用LabVIEW作为软件开发平台,利用图形控件完成整个电源系统的控制监测等功能的设计;为了解决因电磁干扰强而引起的地电位抬高、高压采集不正常等问题,系统的软硬件都融入了可靠性设计。实验结果表明,该系统工作可靠稳定,实时性强,界面友好,操作简单,具有良好的可扩展性和移植性。