本論文是基于aRM處理器的無功補(bǔ)償控制器設(shè)計
標(biāo)簽: aRM 處理器 制器設(shè)計 無功補(bǔ)償
上傳時間: 2013-07-17
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深入研究了我國10kV配電網(wǎng)特點(diǎn)和饋線自動化技術(shù),設(shè)計了以基于FTU和電力線載波通信的集中式保護(hù)為主、基于FTU的重合閘保護(hù)為輔的饋線自動化方案,不論通信是否正常,都能實(shí)現(xiàn)線路故障區(qū)段的自動隔離和非故障區(qū)段的供電恢復(fù),設(shè)計并制作了基于aRM的饋線自動化終端硬件,實(shí)現(xiàn)了FTU主要的軟件功能,并對FTU所處惡劣環(huán)境中幾種典型的干擾的產(chǎn)生機(jī)理和頻譜特性進(jìn)行了分析,在硬件和軟件方面采取了必要的抗干擾措施來提高FTU的可靠性,最后在實(shí)驗(yàn)室和10kV現(xiàn)場進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)和測試,結(jié)果表明所研制的FTU達(dá)到了預(yù)期的要求。
上傳時間: 2013-05-25
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射頻識別(RFID,Radio Frequency Identification)是一種利用電磁波雙向傳輸實(shí)現(xiàn)自動識別的技術(shù)。近年來,射頻識別技術(shù)在物流、交通、身份識別等生產(chǎn)生活領(lǐng)域的應(yīng)用日益擴(kuò)大。相比于13.56MHz射頻識別系統(tǒng),915MHz射頻識別系統(tǒng)在識別距離,閱讀速度方面有更大的優(yōu)勢,是目前射頻識別產(chǎn)品研究的熱點(diǎn)。 本文在理解ISO/IEC18000-6C協(xié)議的基礎(chǔ)上,首先研究用于本系統(tǒng)的基本理論,包括射頻識別技術(shù)和嵌入式技術(shù),提出一款基于ISO/IEC18000-6C協(xié)議的915MHz射頻識別讀卡器的解決方案。在硬件部分,以Intel公司開發(fā)的R1000作為射頻收發(fā)模塊的核心;選用ATMEL公司的aRM處理器AT91SAM7S256作為控制單元的主控制器,在aRM處理器上運(yùn)行μC/OS-II嵌入式實(shí)時操作系統(tǒng),采用多任務(wù)實(shí)現(xiàn)和其他功能模塊的通信。軟件部分為系統(tǒng)移植了μC/OS-II操作系統(tǒng),使用C與匯編語言的混合編程編寫B(tài)ootloader,編寫了各種硬件設(shè)備的驅(qū)動程序,使用C語言實(shí)現(xiàn)了串行通信程序,實(shí)現(xiàn)與上位機(jī)通信并實(shí)現(xiàn)對程序的更新。本文所設(shè)計的射頻識別系統(tǒng)具有模塊化設(shè)計、高可靠性等特點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)表明,這種設(shè)計方案能夠達(dá)到ISO/IEC18000-6C協(xié)議要求。
上傳時間: 2013-07-18
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當(dāng)前全球定位系統(tǒng)(Navigation Satellite Timing And Ranging Global Position System,簡稱GPS)廣泛應(yīng)用于艦船導(dǎo)航,航空航天,地理測繪等領(lǐng)域,特別是移動式定位系統(tǒng)對于目前的城市交通管理有著非常重要的意義。本文分析了當(dāng)前交通管理中的實(shí)際問題,介紹了一種車載終端的設(shè)計方法。設(shè)計采用aRM9內(nèi)核的S3C2410微處理器構(gòu)造的嵌入式系統(tǒng),可以實(shí)現(xiàn)對GPS定位信息的接受和處理,并采用嵌入式Linux操作系統(tǒng),結(jié)合開放式Linux圖形軟件Qt,可以為后續(xù)的建立地理信息系統(tǒng)(Geographic information system,簡稱GIS)提供數(shù)據(jù)支持,是集GPS全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)和通用分組無線業(yè)務(wù)(General Packet Radio Service,簡稱GPRS)無線通信技術(shù)于一體的新型電子產(chǎn)品。它為現(xiàn)代交通運(yùn)輸提供了新穎,可靠,有效的控制和管理途徑。 車載終端通過將GPS模塊的定位信息提取出來,一方面將定位信息在車載終端上顯示,一方面又結(jié)合車輛的狀態(tài)信息通過GPRS模塊發(fā)送出去,該信息通過無線公共網(wǎng)絡(luò)傳輸給車輛管理部門。車輛管理部門根據(jù)車輛的位置和狀態(tài)等,結(jié)合GIS系統(tǒng)中的地圖信息提供GPS數(shù)據(jù)的差分修正,并采取一定的措施,從而實(shí)現(xiàn)車輛的有效管理。 本設(shè)計從硬件和軟件兩大部分出發(fā),硬件上設(shè)計了aRM處理器、存儲器、內(nèi)存及其外圍電路,另外還有GPS模塊電路和GPRS模塊電路;軟件上采用Qt的人機(jī)界面完成數(shù)據(jù)顯示與更新,采用PPP撥號腳本完成GPRS模塊的撥號,通過Qt多線程編程的方法完成GPS數(shù)據(jù)的提取和GPRS的信息發(fā)送。在硬件和軟件之間采用了嵌入式Linux系統(tǒng),包括啟動代碼、內(nèi)核和文件系統(tǒng)等。
標(biāo)簽: aRM GPS 定位 系統(tǒng)設(shè)計
上傳時間: 2013-04-24
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近年來,LED顯示系統(tǒng)在信息顯示領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用,迅速發(fā)展成一種電子廣告媒體,而且已形成具有相當(dāng)發(fā)展?jié)摿Φ碾娮赢a(chǎn)業(yè)。隨著北京申辦年奧運(yùn)會的成功,必將進(jìn)一步推動LED顯示屏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。 就目前的發(fā)展趨勢來看,LED視頻顯示系統(tǒng)是一個發(fā)展趨勢。而目前的LED視頻系統(tǒng)必須以PC機(jī)為視頻源,一對一的聯(lián)機(jī)、同步顯示,屬于同步顯示系統(tǒng),使用不是很靈活方便。一般用于大型購物廣場的戶外播放視頻廣告、電視和電影,還可用于大型體育比賽場所,實(shí)時直播賽況。盡管異步顯示系統(tǒng)可脫機(jī)使用,方便靈活,但不能夠播放視頻信息。 從商業(yè)角度來說,技術(shù)先進(jìn)的不一定就是能在市場上完全能行的通的。隨著電子廣告市場發(fā)展,城市街道的視頻廣告也必將是一種發(fā)展趨勢,因?yàn)榫哂袆痈械牟噬曨l廣告比普通的廣告壁紙更能吸引人們眼球,同時也為城市添加一道靚麗的風(fēng)景。而具有壽命長、成本低、亮度高、視角大、可視距離遠(yuǎn)等特點(diǎn)的LED顯示系統(tǒng)比較適合此場所的顯示要求。針對這一特點(diǎn),開發(fā)一套小型、可脫機(jī)播放視頻的LED顯示系統(tǒng),具有重要的意義和市場價值,不僅有助于城市電子廣告產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,也必將推進(jìn)小型LED視頻系統(tǒng)的研究進(jìn)程以及在其他領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。 因此,本課題以此作為研究工作的起點(diǎn)。本文在分析LED顯示屏工作原理后,針對目前LED異步顯示系統(tǒng)存在的缺點(diǎn),結(jié)合LED同步顯示系統(tǒng)的主要功能及技術(shù)指標(biāo),提出解決關(guān)鍵問題的總體技術(shù)方案。該系統(tǒng)采用aRM+FPGA的硬件構(gòu)架,利用aRM處理器可移植操作系統(tǒng)、自帶LCD控制器、可實(shí)現(xiàn)圖形界面系統(tǒng)的特點(diǎn),將aRM系統(tǒng)作為視頻源,F(xiàn)PGA用于顯示數(shù)據(jù)重構(gòu)、灰度掃描控制的電路設(shè)計,有效解決了該系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)問題。 本文的核心是aRM系統(tǒng)軟硬件設(shè)計及FPGA邏輯設(shè)計兩大部分。首先根據(jù)系統(tǒng)的總體設(shè)計方案實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)硬件平臺的設(shè)計:然后在此基礎(chǔ)上通過對嵌入式Linux內(nèi)核的移植、LCD驅(qū)動程序的開發(fā)及Qtopia圖形界面系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn),完成了aRM系統(tǒng)的軟件平臺設(shè)計;最后重點(diǎn)介紹了FPGA的邏輯設(shè)計及仿真分析,并驗(yàn)證了各模塊的功能設(shè)計的正確性。
標(biāo)簽: aRM LED 視頻 控制系統(tǒng)設(shè)計
上傳時間: 2013-06-26
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隨著光通信技術(shù)的不斷發(fā)展,光纖的需求量大幅增加,光纖測量儀器也隨之迅速發(fā)展起來,其中光時域反射儀(OTDR)受到廣泛重視。光時域反射儀是八十年代發(fā)展起來的新型光纖故障測試設(shè)備,其主要用途是能夠找出光纖的斷點(diǎn),并進(jìn)行故障定位。光時域反射儀具有非破壞性測量、功能齊全、安全性好、使用方便等優(yōu)點(diǎn),在工程上得到廣泛應(yīng)用。目前,該領(lǐng)域主要被國外產(chǎn)品壟斷且價格昂貴。在這一背景下,國內(nèi)企業(yè)開展OTDR的研制和開發(fā),以降低成本,改進(jìn)技術(shù),占領(lǐng)光纖測試領(lǐng)域的市場成為當(dāng)務(wù)之急。 本論文首先簡要介紹了光時域反射儀的歷史和現(xiàn)狀,并闡述了光纖測量技術(shù)涉及的光學(xué)原理,以及光時域反射儀的基本工作原理。在理論分析部分之后,基于對系統(tǒng)的特點(diǎn)及開發(fā)資源的考慮,提出基于嵌入式系統(tǒng)的光時域反射儀解決方案。在此基礎(chǔ)上,詳細(xì)介紹了以aRM為控制核心、DSP為運(yùn)算核心的系統(tǒng)總體硬件結(jié)構(gòu);討論了采用aRM9內(nèi)核的S3C2410處理器的軟件解決方案;著重說明了Linux嵌入式操作系統(tǒng)的選取與移植、bootloader的引導(dǎo)以及根文件系統(tǒng)的制作。最后重點(diǎn)論述了圖形用戶系統(tǒng)(GUI)的選取以及QtopiaCore的移植和開發(fā)過程。 本文所設(shè)計的光纖測量系統(tǒng)具有測量準(zhǔn)確、可靠性高等特點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)表明,該系統(tǒng)能夠根據(jù)國際標(biāo)準(zhǔn)完成對光纖的衰減和長度等指標(biāo)的檢測。
標(biāo)簽: OTDR aRM 應(yīng)用軟件
上傳時間: 2013-04-24
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在特定的工業(yè)測控應(yīng)用中對處理器的功耗有嚴(yán)格的要求,類似X86處理器芯片系列由于繼承了原有8086的構(gòu)架,功耗很大,不能滿足要求。當(dāng)前應(yīng)用廣泛的aRM系列處理器有低功耗、高處理器能力的優(yōu)點(diǎn),非常適合于此類應(yīng)用。由于aRM處理器并沒有對PC/104總線有支持,所以本設(shè)計使用CPLD可編程邏輯完成aRM本地總線與PC/104總線的轉(zhuǎn)換。文章完成了以下工作: 1.介紹了工業(yè)控制計算機(jī)的發(fā)展情況和當(dāng)前使用廣泛的PC/104計算機(jī),描述了嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展歷史和軟硬件組成,分析了X86與aRM處理器構(gòu)架的特點(diǎn)與優(yōu)缺點(diǎn); 2.從PC/104總線規(guī)范出發(fā),對基于aRM處理器的PC/104工業(yè)控制嵌入式工控機(jī)進(jìn)行了總體設(shè)計,軟硬件選型部分對當(dāng)前流行的軟硬件系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)地描寫,硬件處理器選用SAMSUNG公司的S3C2410,軟件系統(tǒng)采用嵌入式Linux操作系統(tǒng); 3.對系統(tǒng)硬件各個部分實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)進(jìn)行了描寫,包括最小系統(tǒng)、CAN網(wǎng)絡(luò)、以太網(wǎng)絡(luò)和PC/104總線控制器;其中著重對PC/104總線控制器的實(shí)現(xiàn)方案進(jìn)行了討論,分析了aRM本地總線時序和PC/104總線時序,最后使用VHDL語言實(shí)現(xiàn)了了總線控制器邏輯; 4.移植了嵌入式Linux操作系統(tǒng),Linux操作系統(tǒng)移植分為配置、編譯和下載運(yùn)行調(diào)試三個步驟;基于Linux操作系統(tǒng)編寫了PC/104總線驅(qū)動,驅(qū)動完成映射PC/104地址到系統(tǒng)虛擬地址和中斷綁定;編寫了基于PC/104的CAN總線驅(qū)動,分析了驅(qū)動初始化、中斷處理流程、數(shù)據(jù)緩沖區(qū)管理和文件操作接口,描寫了驅(qū)動的編譯和下載過程;最后給出了應(yīng)用程序接口; 5.根據(jù)機(jī)車工業(yè)控制領(lǐng)域的具體要求,開發(fā)了實(shí)際系統(tǒng),給出了系統(tǒng)主要參數(shù)指標(biāo);對系統(tǒng)的運(yùn)算性能進(jìn)行了測試,測試表明定點(diǎn)運(yùn)算能力與X86相當(dāng),符合設(shè)計要求:系統(tǒng)通過鐵標(biāo)高低溫測試和射頻干擾測試,并進(jìn)行了為期3個月的裝車試運(yùn)行,試運(yùn)行過程中系統(tǒng)工作正常,完全能夠滿足設(shè)計要求。
上傳時間: 2013-07-10
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PCI(Peripheral Component Interconnect)總線以其高性能、低成本、開放性、獨(dú)立于處理器、軟件透明等眾多優(yōu)點(diǎn)成為當(dāng)今最流行的計算機(jī)局部總線。在嵌入式系統(tǒng)領(lǐng)域中,許多IP都是基于PCI總線設(shè)計的。本文闡述一種以aRM9作為CPU的嵌入式系統(tǒng)的PCI北橋設(shè)計與驗(yàn)證。 首先介紹基于aRM的嵌入式系統(tǒng)結(jié)構(gòu),并深入研究PCI2.2總線行為規(guī)范。在此基礎(chǔ)上提出一種基于aRM處理器的PCI總線北橋的設(shè)計方案,整個設(shè)計主要分為主設(shè)備接口模塊,目標(biāo)設(shè)備接口模塊,配置寄存器模塊和集成總線仲裁器三大部分。對于主設(shè)備接口模塊和目標(biāo)設(shè)備接口模塊,論文主要從數(shù)據(jù)通路和控制路徑的實(shí)現(xiàn)兩方面進(jìn)行闡述。對于集成的總線仲裁器,設(shè)計采用兩優(yōu)先級的循環(huán)優(yōu)先算法,通過一組設(shè)備編號寄存器實(shí)現(xiàn)了PCI總線上的仲裁,此外,論文對跨時鐘域的信號同步和PCI配置寄存器也作了較為詳細(xì)的描述,最終采用自頂向下的方法實(shí)現(xiàn)了整個設(shè)計。 在驗(yàn)證部分,引入了基于平臺的驗(yàn)證思路,通過搭建驗(yàn)證平臺,可以高效地實(shí)現(xiàn)驗(yàn)證。論文重點(diǎn)討論了驗(yàn)證平臺的搭建和行為模型的建立,并介紹了一種命令總線,通過打包各個驗(yàn)證點(diǎn)控制驗(yàn)證流程。此外,為提高驗(yàn)證的自動化程度,論文對驗(yàn)證所使用的腳本也進(jìn)行了描述。通過此驗(yàn)證平臺和腳本,提高了整個驗(yàn)證系統(tǒng)的可移植性和可重用性。 論文最終完成了PCI北橋的RTL級的功能描述,并使用仿真軟件完成對設(shè)計的仿真驗(yàn)證。設(shè)計通過驗(yàn)證并成功實(shí)現(xiàn)在基于aRM的集成處理器,達(dá)到預(yù)定的功能設(shè)計要求,并具有良好的性能,最后對后續(xù)開發(fā)進(jìn)行了探討。
上傳時間: 2013-05-22
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在當(dāng)前的電子信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)高速發(fā)展的后PC時代,嵌入式系統(tǒng)已經(jīng)廣泛地滲透到科學(xué)研究、工程設(shè)計、軍事技術(shù)、商業(yè)文化藝術(shù)、娛樂業(yè)以及人們?nèi)粘I钪械姆椒矫婷妗Ec此同時,PDA因其小巧,功能強(qiáng)大,日益受到人們的青睞。因此,對嵌入式Linux的PDA研究具有非常重要的意義。 本文的研究主要是基于aRM和Linux的PDA軟硬件平臺的開發(fā)。硬件平臺的內(nèi)核模塊采用aRM920T核的S3C2410X嵌入式處理器,外部包含64M的SDRAM和64M的NAND Flash,硬件平臺還集成了液晶、觸摸屏等人機(jī)接口和嵌入式GPS模塊,同時提供了USB主機(jī)、SD卡擴(kuò)展接口。該平臺技術(shù)先進(jìn),結(jié)構(gòu)合理,功能較完備,整體性、可擴(kuò)充性強(qiáng),還可以作為其他嵌入式系統(tǒng)硬件開發(fā)的良好平臺和有益借鑒。 在此硬件平臺的基礎(chǔ)上,本文深入探討和解決了Linux操作系統(tǒng)和嵌入式圖形用戶接口移植過程中所面臨的任務(wù)和難題。論文首先研究了硬件平臺下引導(dǎo)Linux啟動的Bootloader的設(shè)計方法和實(shí)現(xiàn)過程。然后,給出了Linux2.4內(nèi)核和YAFFS文件系統(tǒng)的啟動分析和移植到硬件平臺的整個過程。并且,在Linux內(nèi)核驅(qū)動模型的基礎(chǔ)上,實(shí)現(xiàn)了LCD幀緩沖顯示設(shè)備Framebuffer、觸摸屏、USB驅(qū)動程序的開發(fā)。最后,實(shí)現(xiàn)了圖形化用戶接口Qt/E在嵌入式Linux平臺上的移植。通過Linux操作系統(tǒng)和圖形化用戶接口Qt/E等軟件平臺的實(shí)現(xiàn),為PDA平臺提供了良好的圖形化操作系統(tǒng)支持,從而大大減少了PDA產(chǎn)品的開發(fā)難度和開發(fā)周期。 另外,在開發(fā)實(shí)現(xiàn)的PDA軟硬件平臺的基礎(chǔ)上給出了—個地圖的顯示以及實(shí)現(xiàn)放大、縮小等功能的程序,為綜合應(yīng)用了PDA平臺軟硬件資源提供了—個有用的實(shí)例。
標(biāo)簽: aRM PDA 軟硬件 平臺設(shè)計
上傳時間: 2013-04-24
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隨著半導(dǎo)體工藝的飛速發(fā)展和芯片設(shè)計水平的不斷進(jìn)步,aRM微處理器的性能得到大幅度地提高,同時其芯片的價格也在不斷下降,嵌入式系統(tǒng)以其獨(dú)有的優(yōu)勢,己經(jīng)廣泛地滲透到科學(xué)研究和日常生活的各個方面。 本文以aRM7 LPC2132處理器為核心,結(jié)合蓋革一彌勒計數(shù)管對Time-To-Count輻射測量方法進(jìn)行研究。aRM結(jié)構(gòu)是基于精簡指令集計算機(jī)(RISC)原理而設(shè)計的,其指令集和相關(guān)的譯碼機(jī)制比復(fù)雜指令集計算機(jī)要簡單得多,使用一個小的、廉價的aRM微處理器就可實(shí)現(xiàn)很高的指令吞吐量和實(shí)時的中斷響應(yīng)。基于aRM7TDMI-S核的LPC2132微處理器,其工作頻率可達(dá)到60MHz,這對于Time-To-Count技術(shù)是非常有利的,而且利用LPC2132芯片的定時/計數(shù)器引腳捕獲功能,可以直接讀取TC中的計數(shù)值,也就是說不再需要調(diào)用中斷函數(shù)讀取TC值,從而大大降低了計數(shù)前雜質(zhì)時間。本文是在我?guī)熜謪诬姷摹禩ime-To-Count測量方法初步研究》基礎(chǔ)上,使用了高速的aRM芯片,對基于MCS-51的Time-To-Count輻射測量系統(tǒng)進(jìn)行了改進(jìn),進(jìn)一步論證了采用高速aRM處理器芯片可以極大的提高G-M計數(shù)器的測量范圍與測量精度。 首先,討論了傳統(tǒng)的蓋革-彌勒計數(shù)管探測射線強(qiáng)度的方法,并指出傳統(tǒng)的脈沖測量方法的不足。然后討論了什么是Time-To-Count測量方法,對Time-To-Count測量方法的理論基礎(chǔ)進(jìn)行分析。指出Time-To-Count方法與傳統(tǒng)的脈沖計數(shù)方法的區(qū)別,以及采用Time-To-Count方法進(jìn)行輻射測量的可行性。 接著,詳細(xì)論述基于aRM7 LPC2132處理器的Time-To-Count輻射測量儀的原理、功能、特點(diǎn)以及輻射測量儀的各部分接口電路設(shè)計及相關(guān)程序的編制。 最后得出結(jié)論,通過高速32位aRM處理器的使用,Time-To-Count輻射測量儀的精度和量程均得到很大的提高,對于Y射線總量測量,使用了aRM處理器的Time-To-Count輻射測量儀的量程約為20 u R/h到1R/h,數(shù)據(jù)線性程度也比以前的Time-To-CotJnt輻射測量儀要好。所以在使用Time-To-Count方法進(jìn)行的輻射測量時,如何減少雜質(zhì)時間以及如何提高計數(shù)前時間的測量精度,是決定Time-To-Count輻射測量儀性能的關(guān)鍵因素。實(shí)驗(yàn)用三只相同型號的J33G-M計數(shù)管分別作為探測元件,在100U R/h到lR/h的輻射場中進(jìn)行試驗(yàn).每個測量點(diǎn)測量5次取平均,得出隨著照射量率的增大,輻射強(qiáng)度R的測量值偏小且與輻射真實(shí)值之間的誤差也隨之增大。如果將測量誤差限定在10%的范圍內(nèi),則此儀器的量程范圍為20 u R/h至1R/h,量程跨度近六個數(shù)量級。而用J33型G-M計數(shù)管作常規(guī)的脈沖測量,量程范圍約為50 u R/h到5000 u R/h,充分體現(xiàn)了運(yùn)用Time-To-Count方法測量輻射強(qiáng)度的優(yōu)越性,也從另一個角度反應(yīng)了隨著計數(shù)前時間的逐漸減小,雜質(zhì)時間在其中的比重越來越大,對測量結(jié)果的影響也就越來越嚴(yán)重,盡可能的減小雜質(zhì)時間在Time-To-Count方法輻射測量特別是測量高強(qiáng)度輻射中是關(guān)鍵的。筆者用示波器測出此輻射儀器的雜質(zhì)時間約為6.5 u S,所以在計算定時器值的時候減去這個雜質(zhì)時間,可以增加計數(shù)前時間的精確度。通過實(shí)驗(yàn)得出,在標(biāo)定儀器的K值時,應(yīng)該在照射量率較低的條件下行,而測得的計數(shù)前時間是否精確則需要在照射量率較高的條件下通過儀器標(biāo)定來檢驗(yàn)。這是因?yàn)樵谡丈淞柯瘦^低時,計數(shù)前時間較大,雜質(zhì)時間對測量結(jié)果的影響不明顯,數(shù)據(jù)線斜率較穩(wěn)定,適宜于確定標(biāo)定系數(shù)K值,而在照射量率較高時,計數(shù)前時間很小,雜質(zhì)時間對測量結(jié)果的影響較大,可以明顯的在數(shù)據(jù)線上反映出來,從而可以很好的反應(yīng)出儀器的性能與量程。實(shí)驗(yàn)證明了Time-To-Count測量方法中最為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)就是如何對計數(shù)前時間進(jìn)行精確測量。經(jīng)過對大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析,得到計數(shù)前時間中的雜質(zhì)時間可分為硬件雜質(zhì)時間和軟件雜質(zhì)時間,并以軟件雜質(zhì)時間為主,通過對程序進(jìn)行合理優(yōu)化,軟件雜質(zhì)時間可以通過程序的改進(jìn)而減少,甚至可以用數(shù)學(xué)補(bǔ)償?shù)姆椒▉淼窒瑥亩梢缘玫奖容^精確的計數(shù)前時間,以此得到較精確的輻射強(qiáng)度值。對于本輻射儀,用戶可以選擇不同的工作模式來進(jìn)行測量,當(dāng)輻射場較弱時,通常采用規(guī)定次數(shù)測量的方式,在輻射場較強(qiáng)時,應(yīng)該選用定時測量的方式。因?yàn)椋?dāng)輻射場較弱時,如果用規(guī)定次數(shù)測量的方式,會浪費(fèi)很多時間來采集足夠的脈沖信號。當(dāng)輻射場較強(qiáng)時,由于輻射粒子很多,產(chǎn)生脈沖的頻率就很高,規(guī)定次數(shù)的測量會加大測量誤差,當(dāng)選用定時測量的方式時,由于時間的相對加長,所以記錄的粒子數(shù)就相對的增加,從而提高儀器的測量精度。通過調(diào)研國內(nèi)外先進(jìn)核輻射測量儀器的發(fā)展現(xiàn)狀,了解到了目前最新的核輻射總量測量技術(shù)一Time-To-Count理論及其應(yīng)用情況。論證了該新技術(shù)的理論原理,根據(jù)此原理,結(jié)合高速處理器aRM7 LPC2132,對以G-計數(shù)管為探測元件的Time-To-Count輻射測量儀進(jìn)行設(shè)計。論文以實(shí)驗(yàn)的方法論證了Time-To-Count原理測量核輻射方法的科學(xué)性,該輻射儀的量程和精度均優(yōu)于以前以脈沖計數(shù)為基礎(chǔ)理論的MCS-51核輻射測量儀。該輻射儀具有量程寬、精度高、易操作、用戶界面友好等優(yōu)點(diǎn)。用戶可以定期的對儀器的標(biāo)定,來減小由于電子元件的老化對低儀器性能參數(shù)造成的影響,通過Time-To-Count測量方法的使用,可以極大拓寬G-M計數(shù)管的量程。就儀器中使用的J33型G-M計數(shù)管而言,G-M計數(shù)管廠家參考線性測量范圍約為50 u R/h到5000 u R/h,而用了Time-To-Count測量方法后,結(jié)合高速微處理器aRM7 LPC2132,此核輻射測量儀的量程為20 u R/h至1R/h。在允許的誤差范圍內(nèi),核輻射儀的量程比以前基于MCS-51的輻射儀提高了近200倍,而且精度也比傳統(tǒng)的脈沖計數(shù)方法要高,測量結(jié)果的線性程度也比傳統(tǒng)的方法要好。G-M計數(shù)管的使用壽命被大大延長。 綜上所述,本文取得了如下成果:對國內(nèi)外Time-To-Count方法的研究現(xiàn)狀進(jìn)行分析,指出了Time-To-Count測量方法的基本原理,并對Time-T0-Count方法理論進(jìn)行了分析,推導(dǎo)出了計數(shù)前時間和兩個相鄰輻射粒子時間間隔之間的關(guān)系,從數(shù)學(xué)的角度論證了Time-To-Count方法的科學(xué)性。詳細(xì)說明了基于aRM 7 LPC2132的Time-To-Count輻射測量儀的硬件設(shè)計、軟件編程的過程,通過高速微處理芯片LPC2132的使用,成功完成了對基于MCS-51單片機(jī)的Time-To-Count測量儀的改進(jìn)。改進(jìn)后的輻射儀器具有量程寬、精度高、易操作、用戶界面友好等特點(diǎn)。本論文根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果總結(jié)出了Time-To-Count技術(shù)中的幾點(diǎn)關(guān)鍵因素,如:處理器的頻率、計數(shù)前時間、雜質(zhì)時間、采樣次數(shù)和測量時間等,重點(diǎn)分析了雜質(zhì)時間的組成以及引入雜質(zhì)時間的主要因素等,對國內(nèi)核輻射測量儀的研究具有一定的指導(dǎo)意義。
標(biāo)簽: TimeToCount aRM 輻射測量儀
上傳時間: 2013-06-24
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