具有时间记录的机车电源监测仪的研制

论文摘要

机车上承载着一些大功率的用电设备,这些用电设备需要一个稳定的110V直流电源才能正常工作,然而机车的电源系统由于某些用电设备的开启和关闭,会产生高压脉冲。这会给车载设备的正常工作带来致命的影响,有时可能会直接导致车载设备系统死机等故障。为分析设备故障原因,提出了机车电源监测仪的设计思想。本文提出了一种具有时间记录的机车电源监测仪的设计方法,其不仅能够监测到电源的高压脉冲,还能够记录脉冲发生时刻的准确时间。这样就给车载设备的故障分析提供了有力的证据。本文从仪器的理论基础、设计思想和技术细节等方面进行了概述,并详细介绍了仪器硬件和软件的设计原理和方法。具有时间记录的机车电源监测仪的设计的重点是系统硬件设计,选择TMS320F2812、PIC16F877两种处理器作为仪器的核心处理器搭建硬件电路。充分利用了TMS320F2812的高速数据采集功能,实现了机车电源高压脉冲的采集;PIC16F877单片机实现了脉冲发生时刻的时间记录。分别利用铁电存储器和E2PROM对两种处理器进行了外部存储器扩展,实现了快速的、大容量的数据存储。利用UART转USB的桥接器PL2303芯片设计了USB接口电路,简化了开发程序设计并方便了用户的使用。在系统软件设计上主要有DSP系统嵌入式程序设计、PIC系统程序设计和上位机应用程序开发三部分。在CCS开发环境下,采用C语言编写DSP系统嵌入式程序;在MAPLAB-IDE开发环境下,采用C语言编写PIC系统程序;在LabVIEW开发环境下编写上位机用户应用程序。该仪器实现了精确的高压脉冲采集,准确的脉冲时间记录,并得到了用户的一致好评。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题提出的背景和意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 脉冲电压测量的发展现状
• 1.2.2 模拟量采集系统的发展现状
• 1.3 课题来源和主要研究内容
• 1.3.1 课题来源
• 1.3.2 主要研究内容
• 第2章 系统硬件电路设计
• 2.1 系统整体结构设计
• 2.1.1 主要技术指标
• 2.1.2 硬件结构设计
• 2.2 DSP 系统模块设计
• 2.2.1 TMS320F2812 简介
• 2.2.2 时钟电路设计
• 2.2.3 信号调理电路设计
• 2.2.4 F2812 的A/D 模块
• 2.2.5 外扩铁电存储器设计
• 2.2.6 JTAG 仿真接口设计
• 2.3 PIC 系统模块设计
• 2.3.1 PIC16F877 简介
• 2.3.2 时钟电路设计
• 2PROM 存储器设计'>2.3.3 外扩E²PROM 存储器设计
• 2.3.4 人机交换接口设计
• 2.3.5 PIC 与DSP 通讯设计
• 2.4 系统电源设计
• 2.5 通讯接口设计
• 2.6 本章小结
• 第3章 下位机软件设计
• 3.1 DSP 集成开发环境CCS
• 3.2 PIC 开发平台MAPLAB-IDE
• 3.3 系统软件总体结构设计
• 3.4 DSP 系统模块软件设计
• 3.4.1 初始化模块设计
• 3.4.2 A/D 采集模块设计
• 3.4.3 脉冲数据存储模块设计
• 3.4.4 脉冲数据传输模块设计
• 3.5 PIC 系统模块软件设计
• 3.5.1 初始化模块设计
• 3.5.2 实时时钟模块设计
• 3.5.3 人机交互模块设计
• 3.5.4 时间数据存储模块设计
• 3.5.5 时间数据传输模块设计
• 3.6 本章小结
• 第4章 上位机程序设计
• 4.1 LabVIEW 简介
• 4.2 基于LABVIEW 开发环境的程序设计
• 4.2.1 前面板设计
• 4.2.2 串口通信模块设计
• 4.2.3 数据处理显示模块设计
• 4.2.4 数据存储回放模块设计
• 4.3 发布应用程序
• 4.4 本章小结
• 第5章 实验结果及前景展望
• 5.1 实验结果分析
• 5.2 发展前景
• 5.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢