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　FPGA脉冲调理板卡设计如图4所示。

　　FPGA脉冲采集板卡实时采样信号调理板卡输出的脉冲信号，然后使用RS485串口向上位机(测控显示计算机)发送脉冲信号数据，板卡中使用FLASH模块存储测试数据，当设备意外断电后，数据不会消失，具有存储记忆功能。FLASH中实时存储脉冲时间、脉冲种类、脉冲次数、标识符等数据。板卡可接收上位机软件发送的“开始测试”、“停止测试”、“数据上传”、“复位”以及其他一些参数设备指令。当收到开始测试指令时，板卡开始计时，并对各个信号到达时间进行标记。当接收到复位指令时，板卡复位RST信号，经J1传送至CPCI背板，在传至各个脉冲调理板卡，清除RS触发器，使RS触发器输出0。当接收到数据上传指令，板卡通过RS485串口通讯向上位机发送脉冲信号数据。当收到停止测试时，板卡结束计时，清除所有临时缓存的测试数据。

　　1.2 监测系统软件设计

　　软件采用动态加载模块化的方式设计。试验现场安置1台用于连接监测系统嵌入式测试设备的PC机，软件实现对各台测试设备的数据采集和数据回放。数据采集软件组成框图如图5所示。

　　采集软件为每台嵌入式采集设备分配一个副本模块，该模块由数据采集线程、错误处理线程和数据存储线程组成。

　　错误处理线程实时监测各个线程运行过程中出现的各类错误，使用状态机技术把错误处理过程分为错误捕捉、错误存储、错误恢复和错误查询[3]。其中错误恢复状态下，把状态分为警告、一般、严重、紧急等多种级别来恢复应用程序到不同的等级下运行^[4]。

　　数据采集设计流程框图如图6所示。

　　主程序运行后，软件同步各级测试设备的起始计时，然后软件开始接收各级测试数据，解析测试数据，在界面用表格方式显示测试数据。若用户点击停止按钮，软件等待初始化完成后再停止测试，关闭程序，释放内存。若用户点击灯显示按钮，界面进入模拟显示面板，用户通过各级选择按钮，显示各级显示情况，此时，程序同时也接收、解析各台嵌入式测试设备上传的测试数据。

　　数据存储软件设计流程框图如图7所示。

　　主程序初始化后，自动建立以时间命名的数据表文件，然后等待用户操作，接收数据采集模块实时传输数据，存取数据到文件指定的位置中。当用户点击停止按钮，便保存数据，调用文件关闭控件，释放内存。

2 监测系统实现

　　2.1 监测系统软件界面

　　软件右侧顶端可以进行状态选择，针对不同型号状态的火工品，事先配置好各个节点的定义，即每台火工品等效器72路监测点可配置相应的节点定义，与前面板LED灯的定义一致。

　　当点击开始运行按钮后，终端机向3台等效器发送“01开始监测”命令，3台等效器收到命令后使能脉冲采样，返回响应数据，界面上3个指示灯亮起，表示开始监测。

　　每台等效器有测试时间和运行时间，测试时间是预先设置的，不同型号状态的测试时间不同，最长可设置72小时。运行时间即开始采样后的实际运行时间，当运行时间等于测试时间，表示一次正常测试完成，系统自动停止监测。软件虚拟灯显示界面如图9所示。

　　2.2 数据回放界面

　　界面左侧列表为以往实验数据保存的文件格式，选中相应数据文件读取，实验数据会以真实实验情况回放数据，以表格形式显示在右侧数据表中，脉冲间隔、脉冲次数都会以实际的间隔显示，即一次实验若是持续1小时，数据回放完所有内容的时间也是1小时，为了便于快速查询数据，界面底部设置了回放速度调试旋钮，最快可以10倍速回放一次实验数据。

3 结论

　　系统采用485通讯分布式部署嵌入式脉冲监测系统，满足系统分布式测试需求，各台嵌入式采集设备基于CPCI总线设计的分布式脉冲采集设备，实现了对脉冲信号的宽度、上升沿到达时间、下降沿到达时间、脉冲次数等数据的实时监测和脉冲数据冗余备份。系统运行稳定、安全且可靠，为火箭试验测试和事后数据分析、数据追溯提供依据和保障。

参考文献：

　　[1]陈树学,刘萱.LabVIEW宝典[M].北京：电子工业出版社,2011.

　　[2]杨高科.LabVIEW虚拟仪器项目开发与管理[M].北京：机械工业出版社,2012.

　　[3]杨乐平,李海涛,赵勇,等.LabVIEW高级程序设计[M].北京:清华大学出版社,2001.

　　[4]刘君华.基于LabVIEW的虚拟仪器设计[M].北京:电子工业出版社,2003.

本文来源于中国科技期刊必威娱乐平台 2016年第10期第69页，欢迎您写论文时引用，并注明出处。

关键词： 分布式 冗余 高精度 201611