PC104嵌入式计算机的应用

!" # !"#嵌入式计算机的应用 张广莹 徐丽娜 邓正隆 （哈尔滨工业大学 控制科学与工程系） ［摘要］!" # !"#嵌入式计算机模块系列为系统设计 者们提供了一整套低成本、高可靠性、能迅速配置 成产品的结构化模块。在本文中给出其应用的陀 螺寿命试验计算机监测设备中的设计MATCH_ word word文档格式规范word作业纸小票打印word模板word简历模板免费word简历 _1714185147615_1，该监测 设备用于在长期、连续工作条件下，自动监控多个 单自由度陀螺的运转情况，完成寿命试验。 关键词 嵌入式计算机 陀螺寿命试验 计算机 监测设备 ! 引言 随着计算机技术的飞速发展，在产品中 嵌入微机作为控制器已开始随处可见。由 于 !" 体系结构的广泛流行，与 !" 兼容的 软件、硬件、外设和开发工具都比其它体系 结构更丰富、更便宜，将 !" 体系结构用于 嵌入式应用就意味着能够大幅度地降低开 发成本、减少风险及缩短开发周期，而且减 少了许多令人头疼的系统维护和技术支持。 为适用于嵌入式控制应用， 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 !" 体 系结构的硬 件必须减少体积、降低功耗，提 高集成度。!" # !"# 标准满足以上要求，它 提供与 !" 总线在体系结构、硬件和软件上 的完全兼容，而且结构紧凑的栈接式模块很 适合嵌入式控制应用的独特要求。由于使 用 "$%& 器件，!" # !"#模块功耗低，不存在 散热问题，工作温度范围宽（"$ % &"$）；结 构坚固，非常紧凑，所占面积只有 ’"! ’())，超小的体积使安装和携带都很方便； 减少了产品部件的数量；由模块构成的系 统，直接叠装，无需机箱和底板。已有的 !" #!"#模块为构造嵌入式系统提供了种类 繁多的各种构件，它的高集成性和可模块化 的结构适用于多种应用。 在本文中给出 !" # !"# 嵌入式计算机 应用在陀螺寿命试验计算机监测设备中的 设计方案。该监测设备用于在长期、连续工 作条件下，根据预先设定的条件，自动监控 多个单自由度陀螺的运转情况，完成寿命试 验。 * 监测设备的组成和功能要求 陀螺仪是惯性导航系统中的重要组件， 测试其精度和运行可靠性是一项十分重要 的工作，尤其是在航天导航应用中，要求陀 螺仪连续工作时间往往大于 *"""" 小时。 陀螺寿命试验计算机监测设备能够监控多 个单自由度陀螺在长期、连续工作条件下的 运转情况，当陀螺工作系统出现故障时，自 动切断电源保护陀螺，避免故障进一步扩 大。由于此监测设备是为了进行陀螺的寿 命试验，所以要求系统的可行性必须很高。 如图 !所示，陀螺寿命试验计算机监测 设备由本体和远控计算机两部分组成。本 体设计成一个机箱，内装有必要的监测和控 制电路（包括陀螺的温控电路和力反馈回 路）、控制开关、与陀螺连接的专门插座和电 源插座。远控计算机用来实现数据采集和 必要的处理。本体机箱与计算机之间通过 标准 ’&*+*串行总线进行通讯。设备能同 时监控五块陀螺的工作状况。 ! 陀螺寿命试验计算机监测设备示意图 —&*— 监测设备对本体的功能要求是： （!）本体部分能够自动监测和显示陀 螺工作中的被监测参数。当某一陀螺被监 测参数出现故障时，对故障进行 记录 混凝土 养护记录下载土方回填监理旁站记录免费下载集备记录下载集备记录下载集备记录下载 、报警， 同时自动关闭该陀螺电源；在陀螺电源出现 故障的前提下，自动关闭所有电源，并记录。 （"）在本体可对被监测参数的标称值 和允许波动范围进行设置和修改。 （#）本体飘扬需要记录电源和五块陀 螺的被监测参数，并可将监测、显示、报警和 记录的权限移交给计算机。 （$）本体的可靠性应保证连续工作 "%%%%! 不漏判，允许误判 #次。 # "# $ !%$ 在监测设备中 的应用 "# $!%$嵌入式计算机及其扩展模块在 监测设备本体内构成嵌入式系统，使用的各 部分模块功能如下： · "# $ !%$ #"% 模块：除了包含 "# $ &’ 母板的所有功能：具有 #"%、内存、()& 通 道、中断通道、可编程计数 $定时器、&’ 兼容 的盘接口、蜂鸣器接口，及串行、并行接口， 还包含可启动系统的固态盘和看门狗定时 器。 ·&(’"%% 中速模拟输入模块：具有 & 路单端模拟输入通道（!"位 & $ ( 变换器）， "$路基于 ’’* $ #)+, ’!%((芯片的可编程 数字量 - $ + 通道，# 个独立的 !) 位、&)./ （或 ()./）定时器 $计数器。模拟输入量程 可选择为 * (0、* !%0 或 %到 + !%0。可用 电阻配置增益。使用它可与 "# $ !%$#"% 模块系统构成一个高性能的数据采集与控 制系统。 · ,1) $ 02- 系统扩展模块：为扩展 #"% 基本系统提供了三个关键接口：,3456 07& 显示接口，软盘驱动控制器和 -(1 硬 盘驱动器接口。 在本体功能调试过程中，通过 "# $ !%$ #"% 模块的标准键盘接口外接键盘，通过 其并行口连接液晶显示屏，通过 ,1) $ 02- 系统扩展模块外接显视器、软驱、硬盘，就可 以构成功能完整的一台计算机。通过 #"% 模块的 8,"#" 标准串行口可同远控计算机 进行通讯。 在本体可调试所有的监测功能。当功 能调试完毕后，将监测程序固化到 1"8+) 中，撤去显视器、软驱和硬盘，将 "# $ !%$ #"% 模块及 &(’"%% 输入模块嵌入到本体 机箱内独立工作。当然，直接从硬盘或固态 盘上启动程序也是没有问题的，"# $ !%$ 标 准为用户应用提供了多种选择。 根据监测设备设计的总体要求，控制电 路包括五块陀螺的力反馈电路板和温控电 路板。监测电路集中设计在一块被监测参 数测试电路板上。经过测试电路转换后的 所有测量信号大小在 * (0 左右，经过 &(’"%%进行 & $ ( 转换后，直接传送给 "# $ !%$嵌入式计算机进行监测处理。根据需 要可以通过键盘设定参数，通过蜂鸣器进行 报警，监测数据通过液晶显示屏进行显示。 如果测量量有误，则 $ !%$通过 &(’"%% 的数 字口控制继电器开关，切断相应陀螺电源或 总电源，以保护陀螺免受损害。 本体硬件原理图如图 "所示。 "# $!%$嵌入式计算机模块系列为系统 设计者们提供了整套低成本、高可行性、能 迅速配置成产品的结构化模块。为适应用 户需要，还有一些周边设备可以选择。如显 示器可选择场致发光显示器，通过万用键盘 接口可实现用户化键盘。对于用 "# $ !%$ 进行产品设计的用户，特别是生产便携式设 备和智能仪表的用户，使用普通 "# 键盘是 不相称的，此时往往需要一个用户化的键盘 作为输入界面，大多数情况下是采用薄膜键 盘。为此目的设计的万用键盘接口，可以将 !#!&（!%$点）的矩阵译码成为标准键盘代 码。 —&"— 图 ! 本体硬件原理图 " 结论 由于 !" # #$" 嵌入式计算机及其扩展 模块集成度高，体积小、可靠性高，很适合嵌 入到在线设备中应用。本文给出了 !" # #$" 嵌入式计算机在陀螺寿命试验计算机监测 设备中应用的设计方案，给出了其硬件实 现。经过实际调试，证明了此应用方案的可 行性。 参考文献 # $%$ !" ##$"应用注记，$%$ $&’()&( * +(&,)-.-/0 "- 1，234。 ! 邓善熙，吕国强，在线检测技术，工业出版社，#%%&。 —%!—