BESⅢ超導(dǎo)磁體數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、本課題是在北京正負(fù)電子對撞機(jī)/北京譜儀升級改造國家重大科學(xué)項目的背景下，設(shè)計與實現(xiàn)BESⅢ超導(dǎo)磁體數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。該數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)為BESⅢ超導(dǎo)磁體運行狀態(tài)分析以及磁體失超分析提供數(shù)字接口，為超導(dǎo)磁體的安全運行提供有力保障。 在簡要分析設(shè)計要求的基礎(chǔ)上，提出了基于CAN-bus的分布式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)架構(gòu)，設(shè)計出基于S3C44BOX微處理器和uClinux操作系統(tǒng)的CAN2Ethernet嵌入式網(wǎng)關(guān)，連接CAN-bus和以太網(wǎng)，并最終將

2、采集的數(shù)據(jù)傳到以太網(wǎng)上的控制計算機(jī)。根據(jù)BESⅢ超導(dǎo)磁體數(shù)據(jù)采集的特點和要求，制定了一套簡單有效的CAN總線用戶層協(xié)議。該協(xié)議從CAN節(jié)點規(guī)模和數(shù)據(jù)幀類型上來說都是可擴(kuò)展的。 在硬件電路設(shè)計部分，介紹了超導(dǎo)線圈和電流引線電壓信號以及拉力傳感器信號、應(yīng)力應(yīng)變傳感器信號、位移傳感器信號的前端處理電路，然后介紹了基于SST89E564RD單片機(jī)的數(shù)據(jù)采集節(jié)點電路；在CAN2Ethernet網(wǎng)關(guān)電路設(shè)計中介紹了S3C44BOX微處理器的

3、存儲接口、以太網(wǎng)接口和CAN-bus接口，并描述了CAN總線控制器SJA1000控制邏輯的VHDL語言實現(xiàn)。 在數(shù)據(jù)采集節(jié)點軟件設(shè)計中介紹了模擬電壓的AD轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)的存儲和CAN節(jié)點通信程序；在CAN2Ethernet嵌入式網(wǎng)關(guān)軟件設(shè)計中介紹了交叉編譯環(huán)境的建立、BootLoader的分析和移植、uClinux操作系統(tǒng)的配置和編譯、CAN-bus設(shè)備驅(qū)動程序開發(fā)和應(yīng)用程序開發(fā)。 最后給出了性能測試結(jié)果并對全文進(jìn)行了總結(jié)。