星载电场仪数据采集与传输系统设计

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1、分类号UDC密级编号中国科学院研究生院硕士学位论文指导教师差委态班究虽生国型堂院窒闷科堂皇座旦硒究生!坠申请学位级别亟±学科专业名称让篡扭座用撞苤论文提交日期2Q呈Q!Q量论文答辩日期2010．05培养单位生国型堂院窒阊型堂皇廑旦硒究虫!坠学位授予单位．虫国科堂院婴究生院答辩委员会主席赵空明岔’≮_00％，．，。DataSamplingandTransmittingSystemDesignforSatelliteOnboardElectricalFieldMeterADissertationforthe／

2、MasterDegreeofComputerApplicationTechnologyintheGraduateSchoolofChineseAcademyofSciencesByMaosongMaDirectedByProfessorXiujieJiangChineseAcademyofSciences05，2010㈣5ⅢⅢⅢ●_Ⅲ川1川9Ⅲ7Ⅲ，，iii●1洲Y独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含任

3、何其他人已发表或撰写过的材料，也不包含为获得其它教育机构的别种学位或证书而大量使用过的材料。与我一同工作的人对本研究所做的任何贡献已在论文中作了明确的说明并表示谢意。签名：关于论文使用授权的说明本人完全了解培养单位有关保留、使用学位论文的规定，即：培养单位有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；培养单位可以公布论文的全部唯或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。签名：见证人：錾墨薹!日期：塑丝：6：呈摘要基于单片机控制的星载电场仪数据采集和传输系统是国家863计划．微小型星载电场仪的

4、重要组成部分。该系统以单片机C8051F020为主控制器，控制多路高精度A／D转换芯片的采样过程，并根据采样的结果对前端的模拟信号处理电路进行可变增益放大的控制；对于采集到的数据，在加上包头和标识符后，通过CAN总线发送到综合数据管理系统上；此外，针对星载电场仪的探头在等离子体中可能形成鞘层的问题，设计了对探头提供恒定电流源的方案。论文首先介绍了项目背景及应用价值，并在参考美国宇航局和欧空局的相关项目的基础上，通过对以往的设计的研究和分析，提出了本课题的设计方案。然后，从总体上介绍了数据采集和传输系统的软

5、、硬件设计方案，并且详细介绍了硬件电路的设计和实现，单片机的嵌入式软件的设计和调试，以及本文所采用的软、硬件系统的可靠性设计和噪声抑制方案。此外，通过CAN仿真仪验证了设计的可行性和设备的性能。最后对该设计方案在其他项目背景下的应用进行了展望。星载电场仪数据采集和传输系统的成功设计，对于星载电场仪在空间电场探测方面的应用，以及其他要求高精度和宽动态范围的项目，都有很重要的实用和参考价值。该项目已通过国家863计划专家组的验收。关键词：星载电场仪，可变增益放大，CAN总线，恒流源AbstractSatell

6、iteonboardelectricalfieldmeterdatasamplingandtransmittingsystembasedonmicro--controllerisanimportantpartofmicro--miniaturesatelliteonboardelectricalfieldmeter，whichbelongstonational‘863Program’．C8051F020ischosetobethemaincontrollerforthissystem，whichcontr

7、olsthemulti—channelhighresolutionanalogtodigitalconvertingandthencontrolsavariablegainamplifierfortheanalogsignalconditioningcircuitinthefrontend，accordingtothedataofA／Dsampling；theC8051F020alsoaddsidentifierstothesampleddataandthentransmitsthedatatoacomp

8、rehensivedatamanagementsystemviaaCANbus；furthermore，astheprobeofelectricalfieldmetermayformsheathinplasmalayer,theC8051F020affordsaconstantcurrentsourcetotheprobe．Thisthesisfirstintroducestheproject’Sbackgroundandth