发动机参数采集器系统设计及其软件测试的研究
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摘要
发动机参数采集显示系统是直升机座舱显示系统的一个重要部分，它由发动机参数采集器和发动机参数显示器两部分组成。发动机参数采集器通过硬连线与发动机、液压系统、滑油系统、燃油系统及告警系统相连，采集模拟量、频率量及离散量信号等参数，并对采集的数据进行运算、比较与处理，最后通过标准RS-422串口和发动机参数显示器及其它设备进行通讯。
本论文研究数字信号处理器DSP(digital signal processor)在某型号发动机参数采集器中的应用，提出了一种基于双DSP构建发参采集器系统软硬件平台的新方法。
论文首先介绍了发动机参数采集器的现状和数字信号处理器的特点，结合发参采集器系统的实际需求，详细阐述了发参采集器硬件设计的主要设计思想，经过分析研究和选型，设计了发动机参数采集器系统总体方案和硬件电路。
接着论文重点介绍了发参采集器系统的软件设计，从中可以看出，由于数字信号处理器DSP对于高级语言(C语言)的支持，且软件的编写使用了模块化的编程思想，所以整个软件的开发变的容易很多，开发周期大大缩短，可读性得到很大提高，可扩充性和可维护性也都大有改善。
最后，介绍了基于虚拟仪器的仿真器(Labview)的设计及其在发动机参数采集器系统软件测试中的应用。
Engine Parameter Acquisition Display is an important member of Helicopter Seat Room Display System, and is made of Engine Parameter Acquisition Unit (EPU) and Engine Parameter Display (EPD). EPU is joined with Engine, Hydraulic System, Oil System, Fuel System and Warning System by the wire. It acquires the parameter of engine, for esample, analog signals, frequency signals and discrete signals, etc. Then data processing, compare data and operation is executed. At last EPU communicates the data to EPD and other equipment of the helicopter by the RS-422.
This dissertation mainly studies the application of digital signal processor (DSP) to EPU. A new method based on two DSPs is put forward to design the hardware and software platforms of the Engine Parameter Acquisition system in this dissertation.
At the beginning, the paper introduces the current situation of EPU and characteristic of digital signal processor. Combining the need of the EPU, the author particularly expatiates on the main idea of designing the hardware system of EPU. After analysis and model selection, the author designs the overall scheme and hardware circuit.
The paper emphatically introduces the EPU system software, in the course, we can get a conclusion that because of DSP's sustentation of advanced language, and modularized programming idea, which make the whole EPU program' s development easy, the period of development shorten greatly, readability boosted enormously, extensibility and maintainability improved highly.
Finally, the emulator software based on virtual instrument is introduced, and it is used in the software test of EPU.
本论文研究数字信号处理器DSP(digital signal processor)在某型号发动机参数采集器中的应用，提出了一种基于双DSP构建发参采集器系统软硬件平台的新方法。
论文首先介绍了发动机参数采集器的现状和数字信号处理器的特点，结合发参采集器系统的实际需求，详细阐述了发参采集器硬件设计的主要设计思想，经过分析研究和选型，设计了发动机参数采集器系统总体方案和硬件电路。
接着论文重点介绍了发参采集器系统的软件设计，从中可以看出，由于数字信号处理器DSP对于高级语言(C语言)的支持，且软件的编写使用了模块化的编程思想，所以整个软件的开发变的容易很多，开发周期大大缩短，可读性得到很大提高，可扩充性和可维护性也都大有改善。
最后，介绍了基于虚拟仪器的仿真器(Labview)的设计及其在发动机参数采集器系统软件测试中的应用。
Engine Parameter Acquisition Display is an important member of Helicopter Seat Room Display System, and is made of Engine Parameter Acquisition Unit (EPU) and Engine Parameter Display (EPD). EPU is joined with Engine, Hydraulic System, Oil System, Fuel System and Warning System by the wire. It acquires the parameter of engine, for esample, analog signals, frequency signals and discrete signals, etc. Then data processing, compare data and operation is executed. At last EPU communicates the data to EPD and other equipment of the helicopter by the RS-422.
This dissertation mainly studies the application of digital signal processor (DSP) to EPU. A new method based on two DSPs is put forward to design the hardware and software platforms of the Engine Parameter Acquisition system in this dissertation.
At the beginning, the paper introduces the current situation of EPU and characteristic of digital signal processor. Combining the need of the EPU, the author particularly expatiates on the main idea of designing the hardware system of EPU. After analysis and model selection, the author designs the overall scheme and hardware circuit.
The paper emphatically introduces the EPU system software, in the course, we can get a conclusion that because of DSP's sustentation of advanced language, and modularized programming idea, which make the whole EPU program' s development easy, the period of development shorten greatly, readability boosted enormously, extensibility and maintainability improved highly.
Finally, the emulator software based on virtual instrument is introduced, and it is used in the software test of EPU.
引文
[1] 朱铭皓、赵勇、甘泉，DSP应用系统设计，北京：电子工业出版社，2002
[2] 王念旭等，DSP基础与应用系统设计，北京：北京航空航天大学出版社，2001
[3] 戴逸民等，基于DSP现代电子系统设计，北京：电子工业出版社，2002．5
[4] 彭启琮等，DSP与实时数字信号处理，成都：电子科技大学出版社，1995．4
[5] 兰霖、庄文，DSP主从式多处理器系统的实现，微计算机信息，1999．5
[6] 彭启琮、李玉柏，DSP技术，成都：电子科技大学出版社，1997
[7] 张雄伟、曹铁勇，DSP芯片的原理与开发应用(第二版)，北京：电子工业出版社，2000
[8] 李哲英、骆丽、刘元盛，DSP基础理论与应用技术，北京：北京航空航天大学出版社，2002
[9] 颜友钧、朱宇光，DSP应用技术教程，北京：中国电力出版社，2002
[10] 孙玲、杨洪利、栾晓明，TMS320VC33的特性及其硬件设计，应用科技，2005，32(6)
[11] TMS320C3x User's Guide, Texas Instrument (TI), July 1997
[12] TMS320C31 Digital Signal Processor, Texas Instrument
[13] TMS320C3x/C4x Optimizing C Compiler User's Guide, Texas Instrument
[14] TMS320C3x/C4x Assembly Language Tools, Texas Instrument
[15] TMS320VC33 Digital Signal Processor, Texas Instrument (TI), July 2000
[16] Digital Signal Processing Applications with the TMS320 Family: Theory, Algorithms, and Implementations, Volume 3, Texas Instrument (TI), 1990
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[18] Digital Signal Processing Selection Guide, Texas Instrument (TI), 1996
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[20] 刘轶、陈明、刘宗玉，基于数字信号处理器的航空发动机参数采集系统设计，测控技术，2005，24(1)
[21] 刘轶、秦波、陈明，基于多个数字信号处理器的航空发动机参数采集系统设计与实现，测控技术，2005，24(11)
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[23] D.M.Auslander,J.R.Ridgely, Design and Implementation of Real Time Software for Control of Mechanical Systems, 2000
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[27] 高光天等，传感器与信号调理器件应用技术，北京：科学出版社，2002．7
[28] 廖裕评、陆瑞强，CPLD数字电路设计(第2版)，北京：清华大学出版社，2002
[29] 卢慧芬、刘良杰、褚文强，基于CPLD的DSP应用系统设计，机电工程，2002，19(5)
[30] 宋万杰、吴君顺，CPLD技术及其应用，西安：西安电子科技大学出版社，2000
[31] 邱国华，用硬件描述语言在可编程器件中实现UART功能，计算机应用，2003，29(6)
[32] 徐龙祥等，一种基于DSP高速采集与处理系统，南京航空航天大学学报，2000，32(1)
[33] 张晴、陶俊才，主从式多处理机系统中双CPU共享RAM的一种实现方法，南昌大学学报，1999，21(1)
[34] 李东生、张勇，Protel 99SE电路设计技术入门与应用，北京：电子工业出版社，2002
[35] 谭浩强著，C程序设计(第二版)，北京：清华大学出版社，1999．12
[36] Jonathan W.Valvano,Brooks/Cole Publishing, Developing Embedded Software in C, 2000
[37] 杨乐平、李海涛、肖相生等，LabVIEW程序设计与应用，北京：电子工业出版社，2001．7
[38] 汪敏生等译著，LabVIEW基础教程，北京：电子工业出版社，2002
[39] 张霞，基于LabVIEW的虚拟仪器的研究与设计，硕士学位论文，武汉理工大学，2005．5
[40] LabVIEW User Manual, National Instruments Corporation, 1998
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[42] 张海藩，软件工程导论，北京：清华大学出版社，1998
[43] 张虹、陈镰、刘斌，嵌入式软件测试中的仿真建模方法研究，测控技术，2002， 21(3)
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[45] 郑人杰，计算机软件测试技术，北京：清华大学出版社，1995
[46] 朱少民，软件测试方法和技术，北京：清华大学出版社，2005．7
[47] Ron Patton，软件测试，北京：机械工业出版社，2002
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[50] 刘超、金茂钟，软件测试过程的基本模型POCERM，北京：北京航空航天大学学报，1997，23(1)
[51] 朱鸿、金凌紫，软件质量保障与测试，北京：科学出版社，1997
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[53] www.ti.com Texas Instruments公司网站的芯片资料
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