2.2丈量UcT曲线模块
丈量UcT曲线是测试系统调试MCXO的主要任务之一.其事情进程如下:系统首先向温箱发出指令,当温度不变在指定温度时,丈量每个MCXO的频率值.丈量功效与配置在PC机内部的MCXO 频率标称值对较量,其差值作为反馈,使PC机发送改变赔偿电压值指令.如此轮回,直到输出频率满意设计精度,再生存此时的赔偿电压值[7],即Uc.
主控单片机与PC机通信频率为2 400 Hz,8位有效位、1位遏制位、无效验位.通信指令以字符形式发送,包罗5个字节,别离是操纵内容、晶振地点、操纵数据以及验证码.系统同时对大概呈现的传输错误界说了特定的错误代码以及相应的自动处理惩罚法子;温箱的RS232通信协议为:波特率9600,无极性,8位有效位,1位遏制位.
在同一温度下,依次对每个MCXO完成上述进程,并作相应的记录.然后节制温箱到下一个温度点,反复上述丈量进程,直到所有设定温度点全部丈量完成[8].图5所示为自动丈量系统的事情流程图.图6所示为系统PC机的人机交互画面.
系统措施包罗三部份:MCXO措施、主控单片机措施和PC机措施.各个措施之间有通信协议,PC机通过发送指令节制系统完成相关的操纵,从而实现对MCXO的自动丈量.PC机措施用LabVIEW编写,包罗节制外围设备模块,丈量UcT曲线模块,老化微调以及频率微调模块.它通过3个串口别离节制主控单片机、坎坷温测试箱和高紧密频率计;主控单片机上的措施为一个C语言措施.它主要成果是吸收、执行PC机的呼吁并返回相应的值.MCXO措施为一个汇编语言措施.它主要包罗两大部门:事情部门和调试部门.回收汇编语言主要是为了提高按时准确度[5].措施之间的干系如图3所示.
系统中的外围设备S&A4220坎坷温节制箱和HD2000多通道高判别率频率计都自带有RS232串口、主控板的设计也配有RS232的接口,很利便通过NIVISA来实现对仪器的读写成果.NIVISA为一个可挪用函数库,通过挪用底层的驱动措施来节制仪器,可实现计较机与仪器之间的I/O节制[6].图4为NIVISA节制温箱的流程图.在节制界面上设有温度设定、达到指定温度时间、当前温度等按键来操纵温箱.
跟着现代科技的成长,不变的频率源是电子系统要害器件之一.而微机赔偿晶体振荡器由于其高精度、功耗低、开机即可事情等特点,获得了研究者的高度存眷[1].此刻,海外高程度微机赔偿晶体振荡器频率温度不变度己能到达2×10-8(-40~85 ℃)[2].如此高精度MCXO开拓,离不开全自动及时在线调试丈量系统的实现.及时在线自动丈量可以提高温度丈量精度、温度点赔偿密度以及赔偿电压插值精度,最大限度地低落MCXO由于多种因素造成的系统误差[3];同时越发适应MCXO局限化出产的要求.基于这样的配景,本文提出MCXO的及时在线自动调试丈量系统的设计和实现,是有努力意义的.
系统主要包罗以下几个部门:计较机,S&A4220坎坷温节制箱,HD2000多通道高判别率频率计,主控板,被测晶振,系统节制软件.图1为系统框架布局图.丈量系统分为3层,顶层为PC机,中间层为主控单片机,底层为基于C8051F061的被测MCXO,个中绿色框和蓝色框内的部件置于S&A4220坎坷温节制箱内.这样的三层布局可以或许淘汰数字信号以及情况因素对丈量精度的影响,淘汰系统连线,也使得系统趋于模块化,提高软件运行效率及编程效率,提高其可反复性.丈量系统用S&A4220坎坷温节制箱实现-40~85 ℃的情况温度,HD2000频率计丈量输出频率.整个系统为闭环节制系统,输出频率与标称频率之间的差值作为反馈传送给主控单片机,由主控单片机将此反馈信息传送给指定MCXO,以改变被测晶振的压控值,使系统的输出频率到达期望的不变范畴[4].图2为系统处于测试状态的照片,右下是S&A4220坎坷温节制箱.
4竣事语
先容的MCXO自动丈量系统操纵便捷,人机交互界面精采.从系统及时丈量进程来看,系统运行不变,PC机、主控板、MCXO之间的通信有效,坎坷温箱与频率计事情正常,实现了MCXO的自动丈量,运用该系统调试建造的MCXO频率30 MHz,在-40~+85 ℃的宽温度范畴内,频率温度不变度到达±7×10-8,切合设计要求.下一步事情是扩充系统局限,增加测试设备,提高测试精度和效率,使系统满意家产化出产需要.
2 软件实现
2.1节制外围设备模块
为了实现同时对多台MCXO的自动丈量,本系统设计了一块主控电路板,其焦点器件为C8051F060单片机,通过UART接管PC机指令,节制各个MCXO参数丈量及丈量顺序,并向PC机返回符号值.通信指令以字符形式发送,包罗5个字节,依次为操纵内容、晶振地点、操纵数据、操纵数据、验证码.当呈现不能识此外指令、总线传输错误、非识别操纵码、传输超时、返回值不能识别等错误时,单片机将返回相应错误代码.当吸收到有效指令后,主控单片机解析指令,经SMbus并通过3-8译码器74LS138向相应的晶振发送指令;并通过多路开关54LS151A选取对应MCXO毗连到频率计丈量当前频率.
1系统构建
MCXO及时在线自动调试毕业硕士毕业论文丈量系统的设计与实现
毕业论文库:电子通信 时间:2016-10-11 点击:
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