基于AVR单片机和CPLD的姿态测试系统设计

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1、2011年1o丹电子测试Oct．2o11繁1o期ELECTRONICTEsTNo．10基于AVR单片机和CPLD的姿态测试系统设计李慧，翟荣斌，范锦彪，原晓洁(中北大学电子测试技术国家重点实验室山西太原030051)摘要：本系统采用cPLD和AvR单片机作为逻辑控制核心，设计了姿态存储测试系统，以实现姿态信息的采集、编帧和存储。详细介绍了姿态测试系统的工作原理和硬件设计。利用AVR单片机，控制数据的写、读、擦除操作，利用cPLD的逻辑控制功能完善了存储测试系统的各个工作状态，提高了存储测试系统工作的可靠性。验证了该系统可以完成对模拟信号的高速采样和存储。结合cPLD、AVR单]fi

2、t~1]Flash存储器的优点，实现了8通道数据的高速采集，其存储容量大、噪声小、功耗低。关键词：姿态测试；CPLD；AVR单片机中图分类号：TP202文献标识码：ADesignofposturetestsystembasedonAVRandCPLDLiHui，ZhaiRongbin，FanJinbiao，YuanXiaojiefScienceandtechnologyonelectronictest&measurementlaboratory，NorthUniversityofChina，Taiyuan030051，China)Abstract：ThesystemusestheC

3、PLDandtheAVRmicrocontroUerasalogiccontrolcoreandmemorytestsystemdesignedpostureinordertOachievecollection，codeflameandstorageoftheattitudeinformation．Describedindetailtheworkingprincipleandhardwaredesignoftheattitudetestsystem．UsingAVRmicrocontrollertOcontroldatawrite，readanderaseoperations．us

4、ethelogiccontrolfunctionsofCPLDtOimprovedstoragetestsystemoftheworkingstateImprovedthereliabilityoftheworkofthestoragetestsystem．Verifythesystemcancompletedhigh—speedsamplingand．storagefortheanalogsigna1．WiththeadvantagesofCPLD，AVRmicrocontrollerandFlashmemorytOachievehigh—speed8-channeldataco

5、Hection，ithaslargestoragecapacity，smallnoise，lowpowerconsumption．Keywords：attitudemeasurement；CPLD；AVRApplicationofMCU＆PLD2o11，100引言2功能模块设计存储测试是指在对被测对象无影响或影响在允许范2．1电源管理模块围的条件下，在被测体内置入微型存储测试仪，现场实时在本系统中，A／D转换器、CPLD和Flash存储器需完成信息快速采集与存储，事后回收测试，由计算机处理要3．3V供电，模拟开关、地磁、陀螺传感器需要5v供电。和再现被测信息的一种动态测试技术。存储

6、测试一般采3．3V和5V电压由MAXIM公司生产的稳压芯片产生。电用组合逻辑电路硬件实现或以单片机作为控制核心完成测源管理部分采用MAXIM公司生产的电源开关。试功能，这种方式控制灵活，实现简单。若被测信号是一2．2适配放大电路瞬态信号，以单片机为控制核心的存储测试系统，很难实现对被测信号的高速采样与存储，而利用组合逻辑电路，信号调理的目的是便于信号的传输与处理，地磁、陀会使系统硬件过多，体积偏大，不能满足弹载存储测试系螺传感器输出的电压信号为5V，而A／D转换器可以接受的统对体积的要求。为此，设计了基于CPLD和AVR单电压范围为：0～2．5v，这样就需要在硬件电路中加入一个片机

7、的测试系统，以实~,-j-飞行体姿态的高速采样存储。适配放大电路。图2中所示电路就是设计中用到的适配放大电路。1硬件总体设计测试系统主要包括两部分的内容，一是由数字存储模块完成信息的采集、记录，这部分的功能主要由硬件电路来实现。二是在电路采集完所需信号后，用计算机通过程序将数据从Flash存储器中读取出来，并显示出测试数据波形，同时进行适当的数据处理，这部分功能由软件程序来完成。姿态角测试系统的结构如图l所示。图2适配放大电路l电源控制器lll传感器的输出信号在进入A