引信安全逻辑控制电路优化设计
发布时间：2022-11-12 16:13
本文主要进行引信安全逻辑控制电路优化设计,采用了一种通用双微控制器引信电路设计理念,按照GJB373A-1997《引信安全性设计准则》,针对某一弹种,分析其弹道上多种可用环境信息,使用相关传感器对可用信号进行采集输出,并进行信号识别算法分析,从而确定一种可以在硬件电路上实现的信号识别算法,分别采用CPLD硬件微处理器VHDL编程语言和ARM软件安全控制处理器C语言进行编程,来实现引信双环境保险逻辑电路设计。 本文电路系统是基于微旋迫弹、选取后坐加速度环境信息和发射出炮口磁环境信息作为双环境保险信息、运用双微控制器电路来实现引信安全系统功能。通过分开放置电压和滤波芯片,按照电路信号流向来布局器件,将晶振芯片与易产生干扰的芯片分开,从而可以解决电路板的电磁兼容性问题。在保证信号传输质量的基础上,对安装到弹体上的电路板进行功能优化和设计小型化,最后,PCB板平面面积由初期的32cm~2简化为23.4cm~2,并且宽度由40mm简化到30mm,也就可以在一些较小弹径迫弹上应用该系统。 本文算法是运用“双阈值+顺序+时间窗+脉冲计数”识别后坐加速度环境信息,运用跳变信号触发算...
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 选题背景
1.2 引信安全系统发展
1.3 引信电子安全系统国内外的研究
1.3.1 电子安全系统的国外研究现状
1.3.2 电子安全系统的国内研究现状
1.4 电引信设计要求
1.5 本文主要研究任务
1.6 本章小结
2 引信用传感器研究
2.1 引信环境信息
2.2 引信传感器选择
2.3 MEMS加速度传感器
2.4 MEMS磁传感器
2.5 信号识别算法
2.5.1 后坐加速度环境识别算法
2.5.2 出炮口磁环境识别算法
2.6 本章小结
3 引信安全逻辑控制电路的整体方案
3.1 单微控制器在引信中的应用研究
3.2 双微控制器在引信中的应用研究
3.3 整体电路设计方案
3.4 引信安全逻辑控制电路设计
3.5 系统整体工作时钟模块设计
3.6 PCB布局模块化及简化主控PCB板
3.6.1 PCB板元器件布局设计
3.6.2 PCB电路板布线设计
3.7 本章小结
4 主控硬件微处理器
4.1 可编程控制器介绍
4.1.1 CPLD内部结构
4.1.2 FPGA内部结构
4.1.3 可编程器件在引信中的应用可行性研究
4.2 CPLD顶层逻辑设计
4.3 CPLD底层逻辑设计
4.3.1 debug调试复位模块设计
4.3.2 adctrl模块设计
4.3.3 AD7911芯片工作方式及时序
4.3.4 CPLD识别算法模块
4.4 VHDL嵌入式逻辑分析仪
4.5 CPLD主控硬件微处理器优化
4.5.1 Moore有限状态机优化
4.5.2 CPLD面积优化
4.6 CPLD引脚设置和下载
4.7 本章小结
5 软件安全控制微处理器
5.1 ARM7安全控制器功能
5.2 ARM程序算法流程
5.2.1 初始化ARM
5.2.2 A/D模数转换
5.2.3 数字滤波处理
5.2.4 ARM信号识别算法
5.2.5 ARM串口通讯
5.3 ARM技术难点分析
5.4 本章小结
6 电路板调试与实验
6.1 电路板调试
6.1.1 模拟电路调试
6.1.2 数字电路调试
6.2 可靠性试验分析研究
6.2.1 可靠性试验
6.2.2 实验分析
6.2.3 电路板调试显示
6.3 本章小结
7 总结与展望
致谢
参考文献
附录
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于双微控制器的引信安全系统设计及其规律研究[J]. 齐杏林,崔平. 探测与控制学报. 2007(03)
[2]CPLD芯片抗高g值冲击性能分析[J]. 徐鹏,祖静,李乐. 振动与冲击. 2007(01)
[3]CPLD/FPGA的发展与应用之比较[J]. 徐伟业,江冰,虞湘宾. 现代电子技术. 2007(02)
[4]基于FPGA的FFT处理器的设计与研究[J]. 张月华,陈志彬,张新贺. 中国仪器仪表. 2006(02)
[5]可编程逻辑器件的发展与应用[J]. 张文. 大众科技. 2006(01)
[6]我国引信技术发展刍议[J]. 王雨时. 国防技术基础. 2005(12)
[7]适用于空空导弹的全电子安全系统[J]. 郭健,孙江涛,刘勇涛. 航空兵器. 2005(04)
[8]引信用微压阻式加速度传感器系统设计[J]. 张菁华,石庚辰,隋丽. 装备指挥技术学院学报. 2005(03)
[9]迫弹出炮口信号检测及其在引信中的应用[J]. 李豪杰,张河. 探测与控制学报. 2004(04)
[10]对GJB373A-1997《引信安全性设计准则》的理解与探讨[J]. 赵振海. 国防技术基础. 2004(05)
本文编号：3706678
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
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摘要
Abstract
1 绪论
1.1 选题背景
1.2 引信安全系统发展
1.3 引信电子安全系统国内外的研究
1.3.1 电子安全系统的国外研究现状
1.3.2 电子安全系统的国内研究现状
1.4 电引信设计要求
1.5 本文主要研究任务
1.6 本章小结
2 引信用传感器研究
2.1 引信环境信息
2.2 引信传感器选择
2.3 MEMS加速度传感器
2.4 MEMS磁传感器
2.5 信号识别算法
2.5.1 后坐加速度环境识别算法
2.5.2 出炮口磁环境识别算法
2.6 本章小结
3 引信安全逻辑控制电路的整体方案
3.1 单微控制器在引信中的应用研究
3.2 双微控制器在引信中的应用研究
3.3 整体电路设计方案
3.4 引信安全逻辑控制电路设计
3.5 系统整体工作时钟模块设计
3.6 PCB布局模块化及简化主控PCB板
3.6.1 PCB板元器件布局设计
3.6.2 PCB电路板布线设计
3.7 本章小结
4 主控硬件微处理器
4.1 可编程控制器介绍
4.1.1 CPLD内部结构
4.1.2 FPGA内部结构
4.1.3 可编程器件在引信中的应用可行性研究
4.2 CPLD顶层逻辑设计
4.3 CPLD底层逻辑设计
4.3.1 debug调试复位模块设计
4.3.2 adctrl模块设计
4.3.3 AD7911芯片工作方式及时序
4.3.4 CPLD识别算法模块
4.4 VHDL嵌入式逻辑分析仪
4.5 CPLD主控硬件微处理器优化
4.5.1 Moore有限状态机优化
4.5.2 CPLD面积优化
4.6 CPLD引脚设置和下载
4.7 本章小结
5 软件安全控制微处理器
5.1 ARM7安全控制器功能
5.2 ARM程序算法流程
5.2.1 初始化ARM
5.2.2 A/D模数转换
5.2.3 数字滤波处理
5.2.4 ARM信号识别算法
5.2.5 ARM串口通讯
5.3 ARM技术难点分析
5.4 本章小结
6 电路板调试与实验
6.1 电路板调试
6.1.1 模拟电路调试
6.1.2 数字电路调试
6.2 可靠性试验分析研究
6.2.1 可靠性试验
6.2.2 实验分析
6.2.3 电路板调试显示
6.3 本章小结
7 总结与展望
致谢
参考文献
附录
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于双微控制器的引信安全系统设计及其规律研究[J]. 齐杏林,崔平. 探测与控制学报. 2007(03)
[2]CPLD芯片抗高g值冲击性能分析[J]. 徐鹏,祖静,李乐. 振动与冲击. 2007(01)
[3]CPLD/FPGA的发展与应用之比较[J]. 徐伟业,江冰,虞湘宾. 现代电子技术. 2007(02)
[4]基于FPGA的FFT处理器的设计与研究[J]. 张月华,陈志彬,张新贺. 中国仪器仪表. 2006(02)
[5]可编程逻辑器件的发展与应用[J]. 张文. 大众科技. 2006(01)
[6]我国引信技术发展刍议[J]. 王雨时. 国防技术基础. 2005(12)
[7]适用于空空导弹的全电子安全系统[J]. 郭健,孙江涛,刘勇涛. 航空兵器. 2005(04)
[8]引信用微压阻式加速度传感器系统设计[J]. 张菁华,石庚辰,隋丽. 装备指挥技术学院学报. 2005(03)
[9]迫弹出炮口信号检测及其在引信中的应用[J]. 李豪杰,张河. 探测与控制学报. 2004(04)
[10]对GJB373A-1997《引信安全性设计准则》的理解与探讨[J]. 赵振海. 国防技术基础. 2004(05)
本文编号：3706678
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