基于FPGA的TTEC系統(tǒng)的設(shè)計與測試.pdf

1、本論文選題來自國家科技部2003年“國際科技合作重點項目計劃”中的“阿爾法磁譜儀(AMS)軌跡探測器熱控制系統(tǒng)(TTCS)的研制”項目。AMS是由遍布15個國家的56個研究機構(gòu)合作承擔(dān)的大型國際性科研項目，分為AMS-01和AMS-02兩個階段，其主要目的是尋找太空中的反物質(zhì)和暗物質(zhì)，并研究宇宙射線的成分與能譜。由中國中山大學(xué)、美國麻省理工學(xué)院、荷蘭航空航天局等科研機構(gòu)合作研制的TTCS系統(tǒng)對硅微條探測器三至五年的太空運行起著關(guān)鍵的溫度

2、保障作用。中山大學(xué)TTCS系統(tǒng)研發(fā)團隊包括電子組、熱工組和機械組。電子組負(fù)責(zé)TTCS系統(tǒng)電子控制子系統(tǒng)(TTCE)的研制。TTEC是TFCE中的主控板，承擔(dān)了TTCS回路器件溫度閉環(huán)控制，與專用采集計算機(JMDC)建立可靠通信(CAN通信)，TTCS回路器件溫度數(shù)據(jù)采集及執(zhí)行安全保護措施(HealthGuard)任務(wù)。 本論文的主要工作有：1.LLC(LOW Level Control)Logic FPGA(FPGAl)上的T

3、TCS低層回路控制的設(shè)計與測試，其中含Heater、Peltier的On/Off控制、PI控制的實現(xiàn)，安全保護措施(HeathGuard)的執(zhí)行，編寫回路中Pump、Valve的控制程序、APS/DPS數(shù)據(jù)采集程序(MAX1281驅(qū)動)，實現(xiàn)PWM輸出，并在仿真的環(huán)境下測試和驗證上述功能的可行性和可靠性。2.在DAQ(DataAcquisition)Logic FPGA(FPGAO)上，實現(xiàn)FPGA與CAN的接口、FPGA與MCU的聯(lián)接

4、，使得FPGA與MCU協(xié)同工作，建立TTEC與JMDC的通信。3.在MCU上，實現(xiàn)初始化CAN控制器，處理AMS-CAN通信數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議及TC和TM命令的解析和封裝，控制DS1820的采集流程，讀取PT1000的溫度采集數(shù)據(jù)等功能；并且用EPROM模塊取代MCU的PROM程序存儲器。通過測試和驗證，TTEC軟件系統(tǒng)的功能基本達到要求，低層回路控制、CAN通信模塊、溫度數(shù)據(jù)采集模塊的功能和可靠性基本滿足飛行件的功能要求。由于條件的限制