ldⅰ检测仪dsp端测试软件设计

1、华中科技大学 硕士学位论文 LD-检测仪DSP端测试软件设计 姓名：汪龙 申请学位级别：硕士 专业：物理电子学 指导教师：吴裕斌 20090514 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 I 摘摘 要要 仪器的在线生产测试和出厂整体测试是仪器制造厂家质量保障的必须环节。 LD- 检测仪在生产过程和出厂时要对仪器各模块进行检测, 检测时所使用到的测试设 备和各类型检测指标众多,浪费了大量的人工和时间,测量得到的参数也不便于集中 管理。同时，一旦检测仪出现故障，在维修时，需要一项一项地排查和寻找问题出 处，效率低下。 因此，在LD-型检测仪的出厂测试和日常维护中，为了能够及时准确的得到检 测仪各模块的运行指标和运行参数。研究建立了一个自动化的综合测试平台，平台 由目标系统和PC主机共同组成。PC主机可以设置测试项目和指标，给检测仪中DSP 发送测试命令。DSP响应命令，按照命令要求运行测试程序，并将结果回传给PC主 机。 LD-型检测仪器需要测试的各主要模块有CF卡数据存储模块，模数转换 ADDA模块、GPS接收模块、FPGA模块、FLASH模块、温度传感器模块等。论文分 析了CF

2、卡数据存储模块的寄存器特性及指令系统，实现了DSP读写CF卡扇区的基本 功能。之后，提出了对CF卡总容量、扇区好坏、内存读写速度的测试方法，编程实 现了上述测试内容。随后文章逐个介绍了检测仪的其它各模块；分析了各模块的基 本操作原理；给出了各模块的测试选项和测试方法。 各模块测试子程序编写完成之后，接着编程实现了 DSP 与主机 PC 之间的异步 串行通讯。通过制定 DSP 与 PC 主机的通讯协议，设计 DSP 与主机之间的串行通讯 程序，实现了 DSP 接收来自主机的命令，完成相应操作，返回测试数据给主机的功 能。 文章最后对检测仪各测试子模块以及通讯模块分别进行了软件调试和结果分 析，并对本课题进行了总结。 关键词：关键词：测试技术 DSP 技术 数据存储 GPS 技术 温度传感器 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 II Abstract Instruments online testing and factory testing are important parts of quality management of modern enterprises. Det

3、ecting instruments need a comprehensive test at the factory. It takes too much time and work to use lots of testing instruments and indicators in the test. When the detector fails, we need to find the cause of the problem one module by one module inefficiently. So, for the factory online testing and routine maintenance of the LD-type detector, we have created an auto comprehensive testing platform. The platform is made up by the target system and a personal computer. PC host can set up test proj

4、ects and indicators, then send the testing commands to the detector. The detector responses for the command, completes the corresponding operations. Finally, takes the results back to PC host. The test software needs to test all the major modules of detector, such as the CF card module, the ADC DAC module, the GPS receiver module, FLASH module and the temperature sensor module.This paper studies and analyzes the CF cards addressing mode and registers. Then designs the CF cards driver routine, re

5、alize the basic functions of read-write CF cards sectors. Later, we propose the test methods of extracting the CF cards basic information, testing the sectors performance, testing the memorys read and write speed. Then the article describes the other modules of the detector. The basic operating principles of each module are analyzed; the test option and the test methods of each module are given. After studying the registers of DSP SCIB module，analyzing the proeesses of data transmission and rece

6、ption, DSP communication routine is designed to make DSP receive data from compute host and transmit data to computer host. Finally, every test sub-module and communication module are debugged. Then the researches that have been done and the inadequacies for this project are summarized. Key words：Test Technology Date Storage DSP Technology GPS Technology Temperature Sensor 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研 究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或 集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在 文中以明确方式标明

7、。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名： 日期： 年 月 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权 保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。 本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检 索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 保密， 在 年解密后适用本授权书。 不保密。 （请在以上方框内打“” ） 学位论文作者签名： 指导教师签名： 日期： 年 月 日 日期： 年 月 日 本论文属于 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 1 1 绪论绪论 本章介绍课题的选题背景、国内外相关技术研究现状以及本课题主要的研究工 作和论文内容编排。 1.1 选题背景选题背景 随着现代智能检测仪器的发展，各种测试仪器在设计上越来越复杂，使用的电 子元件越来越多，功能越来越完备。在应用中，测试仪器要么运行在工厂较为恶劣 的环境中，仪器一旦安装，一般不易拆除；要么放置于野外，风吹日晒，长期无人 照料。因此，为了保障检测仪器运行的的可靠性，在

8、仪器的生产过程中，必须对检 测仪器各组成模块进行充分的测试验证，测试时所用的设备和各种检测指标众多,浪 费了大量的人工和时间, 测量得到的参数也不便于集中管理。检测仪器一旦出现故 障，在维修时，需要将故障仪器拆除后返厂，一项一项地排查和寻找问题出处，效 率十分低下。 为了解决上面的问题，现代检测仪器在设计时就考虑到了后期生产测试和维护 测试的易用性。工程人员设计完成仪器基本功能的同时，在仪器内部都增加了一整 套自诊断软件，通过软件测试系统各模块的运行情况。检测平台一般由目标系统和 一台 PC 机组成，PC 机给检测仪器发送各种不同的测试命令，仪器内部的控制器通 过编写好的测试软件按照 PC 机的命令进行相应测试，并将结传送给 PC 机，在 PC 机上显示出各模块的运行参数。 本文基于以上思路，针对 LD-型检测仪，设计了一套自诊断软件。软件能测 试 LD-型检测仪各主要模块的运行情况，并将结果通过串口发送出去。 1.2 故障自诊断技术国内外现状故障自诊断技术国内外现状 大多数学者和研究人员普遍认为,故障自诊断技术开始于上世纪七十年代初，当 时美国马萨诸赛州理工学院的Bard教授提出了冗

9、余解析方法1。之后,故障自诊断技 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 2 术变成了大学科研人员和企业技术工程人员研究的重点。很多具有重要意义的研究 方法,如小波分析,专家系统等方法被人们应用到故障自诊断技术中1。中国的学者和 工程人员从上世纪80年代开始对故障自诊断技术也产生了浓厚的兴趣，并展开了深 入的研究。 故障自诊断技术从提出到现在尽管只有短短三十几年的时间，但自诊断技术在 信息数字化领域，汽车制造领域，航天领域和兵器工业领域都得到了大量的应用， 并获取了令人赞叹的功效2。在信息数字化领域， 马萨诸赛州理工学院研究生产了用 于模拟电路操作可能产生故障原因的EL系统；在汽车制造领域，意大利米兰工业大 学开发出了应用于汽车启动器电路的故障自诊断系统；在航天领域，美国波音公司 研究生产了用于检测飞机微波模拟接口MSI的IMA系统；在兵器工业领域，美国海军 人工智能中心研制了用于诊断军舰电子设备故障的NIATE系统3。 20世纪80年代中国改革开放之后，中国国内众多大学、科研单位和生产一线的 工业企业也重视了对故障自诊断技术的研究，研究开发出了应用于各不同领域的故 障自诊断系统4。 典型的有华中科技大学开发的用于汽轮机组工况监测和故障诊断的 智能系统DEST；哈尔滨工业大学和上海电力设备设计研究所联合研制的汽轮发电机 组故障自诊断系统MMMD；清华大学研究开发的用于锅炉设备故障自诊断的系统； 中国原子能科学院研究开发的的用于核反应堆的故障自诊断系统；中国第一汽车集 团公司研制的用于汽车内燃机的故障诊断系统等3。 1.3 本课题研究内容本课题研究内容 本课题针对LD-型检测仪的各个模块和需要测量的参数， 建立起了一个测试平 台。 测试平台分为硬件和软件两部分。硬件部分包括目标系统，PC主机，以及调试 器和串口连接线。 软件部分包括两块， 一部分是工控仪控制器DSP上需要编写完成的 各个模块的测试子程序以及DSP与PC机进行通讯的主程序。另一部分为PC主

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