基于fpga的惯导脉冲输出信号测量系统的设计与研究

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4、论与控制工程硕士生：周航指导教师：嵇启春教授摘要目前，采用传统的测量方法对惯导脉冲输出进行检测，自动化程度不高、准确性差，已经不能满足现代化形势的需求。所以需要设计一套惯导脉冲输出信号的测量系统，以满足广大用户对测量系统准确性强、自动化程度高的要求。本文设计了一种基于FPGA的惯导脉冲输出测量系统，采用了有限状态机、直接脉冲计数以及FIFO存储等技术，能够对脉冲波形信号进行准确计数。在脉冲波形信号处理模块中，采用了记录波形时刻的方法，开始以首个信号的边沿时刻为基准，然后记下以后脉冲波形信号的边沿时刻，以及它的通道号和电平状态,然后通过

5、计算脉冲波形的个数实现脉冲计数。脉冲波形处理模块包含脉冲信号预处理电路和FPGA内部数据处理模块。在脉冲信号预处理电路中，采用了信号整形和光耦隔离等技术，对比较小的形变信号进行整形，对比较大的幅值信号进行光耦隔离。在FPGA内部数据处理模块中，抗干扰滤波采用了有限状态机技术，能够在测量的过程中滤除各种干扰，提高了测量系统的准确性；数据存储方面采用了FIFO存储技术，能够在数据存储过程中实现数据有序存储，避免了数据的丢失，保证了采集数据的准确性。上位机的设计中采用了LabVIEW图形化语言编程的方法，使操作者能够在上位机界面上进行串口波

6、特率设置、滤波时间设置等功能，同时可以直观地观测数据波形并且自动存储实验数据，提高了测量系统的自动化程度。为了验证该设计方案的可行性，脉冲信号源选择了FPGA产生的随机脉冲信号源，可以模拟仿真有干扰情况下脉冲信号的发送。对测量数据和误差进行分析，进一步提高了测量准确性。经过实验验证，本测量系统能够实现准确脉冲计数，提高了测量系统的自动化程度。关键词：惯导脉冲；FPGA；FIFO存储；抗干扰滤波；LabVIEW西安建筑科技大学硕士学位论文TheDesignandResearchofInertialPulseOutputSignalMea

7、surementbasedontheFPGASpecialty:ControlTheoryandControlEngineeringName:ZhouHangInstructor:Prof.JiQichunABSTRACTCurrently,measuringtheoutputofpulseofinertialnavigationwithtraditionalmethods,whichisinnothighdegreeofautomationandinpooraccuracyhasbeenunabletomeetthemodernne

8、eds.Inordertosatisfiedthemajorityofuserswhoneedmoreaccurateandautomatedmeasuringsystem,itisverynecessarytodesi