LXI多功能仪器多用表及频率计模块的研究与实现
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摘要
本课题主要任务是研究用于LXI多功能仪器的多用表和频率计模块的设计与实现方法,以及与基于32位嵌入式微处理器(S3C2410)的多功能仪器系统控制平台进行数据传输的相关技术。多功能仪器模块通过扩展总线接口和自定义的通信协议与多功能仪器系统控制平台进行信息交换,并按照多功能仪器系统控制平台发出的控制命令执行相应的仪器功能操作和数据传输。同时,可通过多功能仪器系统控制平台上的LXI总线接口实现多功能的网络化仪器。
本文首先介绍了国内外总线仪器发展现状,分析了LXI总线的特点和优势,确定了LXI总线在未来仪器总线中的重要地位,强调了研制LXI多功能仪器的重要性和必要性。由于多用表和频率计为LXI总线系统中最常用最基本的功能模块,从而确定了可用于LXI多功能仪器的多用表和频率计模块的研究和实现为论文的工作重心。在对比几大著名仪器厂商相关仪器的基础上,确定以直流电压/电流、交流电压/电流、二/四线电阻和频率的测量为该功能模块的基本功能,并确定了相关技术指标。在理论研究的基础上,提出了符合仪器功能、技术指标等要求的多功能测量模块方案。在硬件电路设计中,提出并解决了相关的技术难点,设计出多功能测量模块硬件电路并进行调试。在软件设计中,编写了功能模块监控程序、A/D转换控制程序、数据处理程序和接口通信程序并进行软件调试。最后,制定了科学的系统测试方案,验证了模块的功能和相关指标。
多用表和频率计模块是LXI总线系统中最常用、最基本的测量模块,它的研究对推动LXI总线技术的研究和发展具有重要意义。
The main work of this subject is studying on multifunction meter and frequency meter modules of the multifunction instrument based on LXI bus and technique related data transmission between the modules and the 32 bits embedded microcontroller. The multifunction module communicates with the multifunction instrument through extended bus interfaces and self-defining communication protocol. Meanwhile, multifunctional networked instrument can be implemented by connecting to LXI bus interfaces of multifunction instrument system.
Present state and development of domestic and international bus instruments was introduced. The characteristics and advantages of LXI bus were analyzed. The important position of LXI bus to future instrument bus was definite. The importance and necessity of designing LXI multifunctional instruments was emphasized. Because multifunction meter and frequency meter were commonly used functional modules in LXI bus system, studying on multifunction meter and frequency meter modules of the multifunction instrument based on LXI Bus were emphasis of the paper. After comparison of the related instruments of several famous instrument enterprises, the basic functions of measuring direct current, direct voltage, alternating current, alternating voltage, two lines resistance, four lines resistance and frequency and related technical index were determined. The design scheme of multifunction modules was put forward based on theoretical research. During the design of hardware circuit, we put forward and solved related technique difficulty, and schemed out the hardware circuit of multifunction measurement module, and debugged them. During the design of software, we compiled monitor programs and ADC control program and data processing program and interface communication program, and debugged them. Finally, we made scientific system test solution, and verified the functions and related index of the modules.
Multifunction meter and frequency meter modules are commonly used measurement modules. It has great significance to promote the research and development of LXI bus technique.
本文首先介绍了国内外总线仪器发展现状,分析了LXI总线的特点和优势,确定了LXI总线在未来仪器总线中的重要地位,强调了研制LXI多功能仪器的重要性和必要性。由于多用表和频率计为LXI总线系统中最常用最基本的功能模块,从而确定了可用于LXI多功能仪器的多用表和频率计模块的研究和实现为论文的工作重心。在对比几大著名仪器厂商相关仪器的基础上,确定以直流电压/电流、交流电压/电流、二/四线电阻和频率的测量为该功能模块的基本功能,并确定了相关技术指标。在理论研究的基础上,提出了符合仪器功能、技术指标等要求的多功能测量模块方案。在硬件电路设计中,提出并解决了相关的技术难点,设计出多功能测量模块硬件电路并进行调试。在软件设计中,编写了功能模块监控程序、A/D转换控制程序、数据处理程序和接口通信程序并进行软件调试。最后,制定了科学的系统测试方案,验证了模块的功能和相关指标。
多用表和频率计模块是LXI总线系统中最常用、最基本的测量模块,它的研究对推动LXI总线技术的研究和发展具有重要意义。
The main work of this subject is studying on multifunction meter and frequency meter modules of the multifunction instrument based on LXI bus and technique related data transmission between the modules and the 32 bits embedded microcontroller. The multifunction module communicates with the multifunction instrument through extended bus interfaces and self-defining communication protocol. Meanwhile, multifunctional networked instrument can be implemented by connecting to LXI bus interfaces of multifunction instrument system.
Present state and development of domestic and international bus instruments was introduced. The characteristics and advantages of LXI bus were analyzed. The important position of LXI bus to future instrument bus was definite. The importance and necessity of designing LXI multifunctional instruments was emphasized. Because multifunction meter and frequency meter were commonly used functional modules in LXI bus system, studying on multifunction meter and frequency meter modules of the multifunction instrument based on LXI Bus were emphasis of the paper. After comparison of the related instruments of several famous instrument enterprises, the basic functions of measuring direct current, direct voltage, alternating current, alternating voltage, two lines resistance, four lines resistance and frequency and related technical index were determined. The design scheme of multifunction modules was put forward based on theoretical research. During the design of hardware circuit, we put forward and solved related technique difficulty, and schemed out the hardware circuit of multifunction measurement module, and debugged them. During the design of software, we compiled monitor programs and ADC control program and data processing program and interface communication program, and debugged them. Finally, we made scientific system test solution, and verified the functions and related index of the modules.
Multifunction meter and frequency meter modules are commonly used measurement modules. It has great significance to promote the research and development of LXI bus technique.
引文
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[6] LXI 联盟. LXI Standard 1.2. 2007 年,10 月.
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