现场总线是安装在生产过程区域的现场设备/仪表与控制室内的自动控制装置/系统之间的一种串行数字式多点双向通信的数据总线，多用于工空等领域，应用现场总线技术不仅可以降低系统的布线成本，还具有设计简单、调试方便等优点，同时，由于现场总线本身还提供了灵活而又功能强大的协议，这就使得用户对系统配置，设备选型具有强大的自，可以任意组合多种功能模块扩充系统的功能。在众多的现场工业总线中，CAN总线是一种具有国际标准而且性能价格比又较高的现场总线，它在当今自动控制领域中的应用极为广泛，并发挥着重要的作用。一个由CAN总线构成的单一网络中，理论上可以挂接无数个节点。实际应用中，节点数目受网络硬件的电气特性所限制。CAN可提供高达1Mbit/s的数据传输速率，这使实时控制变得非常容易。另外，硬件的错误检定特性也增强了CAN的抗电磁干扰能力。
CAN通讯协议描述了在设备之间信息如何传递。它对层的定义与开放系统互连模型(OSI)一致。每一层与另一设备上相同的那一层通讯。实际的通讯是发生在每一设备上相邻的两层，而设备只通过模型物理层的物理介质互连。CAN的结构定义了模型的最下面的两层：数据链路层和物理层。应用层通过不同的新型协议层（专门用于特殊的工业领域加上由个别CAN用户定义的任何合适的方案）和物理层连接。物理层和数据链路层对于设计者来说是透明的，并包含在所有执行CAN协议的部件中。
实际中，许多设备是RS-232接口，为了实现CAN总线数据和RS-232接口设备数据的传输，设计完成了CAN总线与RS-232转换接口电路设计。
1.CAN总线协议分析
1.1CAN总线主要特点
CAN总线是一种多主式的串行通信总线，具有极高的实时性和可靠行，最高通信速率可以达到1Mbit/s，是一种十分优秀的现场工业总线。CAN总线具有如下特点：
结构简单，只有2根线与外部相连，且内部集成错误探测和管理模块。
通信方式灵活。可以多主方式工作，网络上的其他节点发送信息，而不分主从。
可以点对点、点对多点或者全局广播方式发送和接收数据。
网络上的节点信息可分成不同的优先级，以满足不同的实时要求。
CAN总线通信格式采用短帧格式，每帧字节最多为8个，可满足通常工业领域中控制命令、工作状态及测试数据的一般要求。同时，8字节也不会占用总线时间过长，从而保证了通信的实时性。
采用非破坏性总线仲裁技术。当两个节点同时向总线上发送数据时，优先级低的节点主动停止数据发送，而优先级高的节点可不受影响地继续传送数据。这大大的节省了总线仲裁冲突的时间，杂网络负载很重的情况下也不会出现网络瘫痪。
直接通信距离最大可达10Km（速率5Kbit/s以下），最高通信速率可达1Mbit/s（此时距离最长为40Km），节点数可达110个，通信介质可以是双绞线、同轴电缆或光导纤维。
CAN总线通信接口中集成了CAN协议的物理层和数据链路层功能，可完成对通信数据的成帧处理，包括位填充、数据块编码、循环冗余检测、优先级判别等多项工作。
CAN总线采用CRC进行数据检测并可提供相应的错误处理功能，保证了数据通信的可靠性。
1.2CAN总线协议
CAN总线协议主要描述设备之间的信息传递方式，从结构上可分成3个层次，分别对应OSI网络模型的最低两层数据链路层和物理层。CAN总线协议层次结构由高到低如表1-1所示。
表1-1CAN总线协议层次结构
协议层
对应OSI模型
说明
LLC
数据链路层
逻辑链路控制子层，用于为链路中的数据传输提供上层控制手段
MAC
媒体访问控制子层，用于控制帧结构、仲裁、错误界定等数据传输的具体实现
物理层
物理层
物理层的作用是在不同节点之间根据所有的电气属性进行位的实际传输
LLC层和MAC层也可以看作是CAN总线数据链路层的两个子层。其中LLC层接收MAC层传递的报文，主要完成报文滤波、过载通知以及恢复管理等工作。而MAC层则为数据报文的传输进行具体的控制，包括帧结构控制、总线仲裁、错误检测、出错界定、报文收发控制等工作。
物理层定义了信号是如何实际传输的，因此涉及到位时间、位编码、同步的解释，CAN总线协议并未对物理层部分进行具体的规定。
1.3CAN总线报文传输结构
报文传输由以下4个不同的帧类型所表示
1．数据帧：数据帧携带数据从发送器至接收器。
数据帧由7个不同的位场组成：帧起始、仲裁场、控制场、数据场、CRC场、应答场、帧结尾。数据场的长度可以为0。数据帧（或远程帧）通过帧间空间与前述的各帧分开。
2．远程帧：总线单元发出远程帧，请求发送具有同一识别符的数据帧。
远程帧由6个不同的位场组成：帧起始、仲裁场、控制场、CRC场、应答场、帧末尾。通过发送远程帧，作为某数据接收器的站通过其资源节点对不同的数据传送进行初始化设置。
3．错误帧：任何单元检测到总线错误就发出错误帧。
错误帧由两个不同的场组成。第一个场用作为不同站提供的错误标志（ERRORFLAG）的叠加。第二个场是错误界定符。
为了能正确地终止错误帧，"错误被动"的节点要求总线至少有长度为3个位时间的总线空闲（如果"错误被动"的接收器有本地错误的话）。因此，总线的载荷不应为100%。有两种形式的错误标志，主动错误标志（Activeerrorflag）和被动错误标志（Passiveerrorflag）。
4．过载帧：过载帧用以在先行的和后续的数据帧（或远程帧）之间提供一附加的延时。
过载帧包括两个位场：过载标志和过载界定符。
有两种过载条件都会导致过载标志的传送：
（1）接收器的内部条件（此接收器对于下一数据帧或远程帧需要有一延时）。
（2）间歇场期间检测到一"显性"位。
由过载条件1而引发的过载帧只允许起始于所期望的间歇场的第一个位时间开始。而由过载条件2引发的过载帧应起始于所检测到"显性"位之后的位。
1.4CAN总线错误处理
1.4.1错误检测
有以下5种不同的错误类型（这5种错误不会相互排斥）
1．位错误（BitError）
单元在发送位的同时也对总线进行监视。如果所发送的位值与所监视的位值不相合，则在此位时间里检测到一个位错误。但是在仲裁场（ARBITRATIONFIELD）的填充位流期间或应答间隙（ACKSLOT）发送一"隐性"位的情况是例外的。此时，当监视到一"显性"位时，不会发出位错误。当发送器发送一个被动错误标志但检测到"显性"位时，也不视为位错误。
2．填充错误（StruffError）
如果在使用位填充法进行编码的信息中，出现了第6个连续相同的位电平时，将检测到一个填充错误。
3．CRC错误（CRCError）
CRC序列包括发送器的CRC计算结果。接收器计算CRC的方法与发送器相同。如果计算结果与接收到CRC序列的结果不相符，则检测到一个CRC错误。
4．形式错误（FormError）
当一个固定形式的位场含有1个或多个非法位，则检测到一个形式错误。(备注：接收器的帧末尾最后一位期间的显性位不被当作帧错误)
5．应答错误（AcknowledgmentError）
只要在应答间隙（ACKSLOT）期间所监视的位不为"显性"，则发送器会检测到一个应答错误。
1.4.2错误标定
检测到错误条件的站通过发送错误标志指示错误。对于"错误主动"的节点，错误信息为"主动错误标志"，对于"错误被动"的节点，错误信息为"被动错误标志"。站检测到无论是位错误、填充错误、形式错误，还是应答错误，这个站会在下一位时发出错误标志信息。只要检测到的错误的条件是CRC错误，错误标志的发送开始于ACK界定符之后的位（其他的错误条件除外）。
2.CAN控制器SJA1000分析
2.1CAN节点结构与SJA1000操作模式
SJA1000独立的CAN控制器有2个不同的操作模式：
BasicCAN模式（和PCA82C200兼容）；
PeliCAN模式
BasicCAN模式是上电后默认的操作模式。因此用PCA82C200开发的已有硬件和软件可以直接在SJA1000上使用，而不用作任何修改。
PeliCAN模式是新的操作模式，它能够处理所有CAN2.0B规范的帧类型。而且它还提供一些增强功能，例如，SJA1000支持一些错误分析功能，支持系统诊断、系统维护和系统优化，而且这个模式里也加入了对一般CPU的支持和系统自身测试的功能。使SJA1000能应用于更宽的领域。
本设计采用PeliCAN模式，因此只给出PeliCAN模式增强功能。如表2-1所示。
表2-1PeliCAN模式的增强功能
CAN2.0B(active)
CAN2.0Bactive支持带有29位标识符的网络扩展应用
发送缓冲器
有11位或29位标识符的报文的单报文发送缓冲器
增强的验收滤波器
两个验收滤波器模式支持11位和29位标识符的滤波
可读的错误计数器
支持错误分析在原型阶段和在正常操作期间可用于：诊断、系统维护、系统优化
可编程的出错警告界限
错误代码捕捉寄存器
出错中断
仲裁丢失捕捉中断
支持系统优化包括报文延迟时间的分析
单次发送
使软件命令最小化和允许快速重载发送缓冲器
仅听模式
SJA1000能够作为一个认可的CAN监控器操作，可以分析CAN总线通信或进行自动位速率检测
自测试模式
支持全部CAN节点的功能自测试或在一个系统内的自接收
通常，每个CAN模块能够被分成不同的功能块，如图2-1所示。
CAN控制器执行在CAN规范里规定的完整CAN协议。它通常用于报文缓冲和验收滤波。
通用CAN收发器实现从CAN控制器到CAN总线物理层的电气连接。
而所有这些CAN功能都由一个模块控制器控制，它负责执行应用层的功能。
元器件清单
表3-3CAN总线与RS-2232接口电路设计元气件清单
序号
元件名称
数量（个）
单价（元）
总价（元）
1
AT89C51
1
7.50
7.50
2
SJA1000
1
25.00
25.00
3
HM6116
1
1.00
1.00
4
MAX232
1
5.00
5.00
5
74HC373
1
1.00
1.00
6
PCA82C250
1
6.50
6.50
7
X25045
1
1.00
1.00
8
TLP113
2
3.00
6.00
合计
53.00
结论
本设计完成了CAN总线与RS-232转换接口设计。由于CAN总线与RS-232接口数据通信速率以及通信帧格式都不同，本设计最大优点是解决了这两点不同，实现了数据在CAN总线与RS-232接口之间的传输。且设计中由于使用了CAN总线进行数据传输这就使得通信方式多主性。网络上任意节点可以任意时刻主动地向网络上其他节点发送信息而不分主从。可以点对点，点对多点或全局广播方式发送和接收数据。
由于CAN总线标准没有定义应用层，数据链路层提供与信息内容相应的寻址能力，消息的内容完全由应用解释。且CAN总线的每个数据帧最多只能承载8个字节的数据，因而只适应提供短的变量服务。许多功能还需要扩展。
综上所述，通过此次设计，我们感受到CAN总线带来的各种便利。而且，由于CAN总线具有结构简单、实时性极高、可靠性强且本身具有强大的纠错能力。使得它在当今自动控制领域中的应用极为广泛。由于CAN协议参考OSI开放系统互联模型，可由用户定义应用层协议，通过相关的CAN转接设备，将CAN与计算机相连，利用CAN232B转换器组建一个CAN控制网络，能够很方便的实现RS-232多点组网、远程通讯，并且，不需要更改原有RS-232通讯软件，用户可直接嵌入原有的应用领域，使系统设计达到更先进的水平。
摘要............................................................................................................Ι
ABSTRACT..................................................................................................................................ΙΙ
引言1
1.CAN总线协议分析2
1.1CAN总线主要特点2
1.2CAN总线协议2
1.3CAN总线报文传输结构3
1.4CAN总线错误处理3
1.4.1错误检测3
1.4.2错误标定4
2.CAN控制器SJA1000分析5
2.1CAN节点结构与SJA1000操作模式5
2.2SJA1000内部结构及其功能分析6
3.CAN总线与RS-232转换接口电路设计11
3.1CAN总线与RS-232转换接口电路总体设计11
3.2主控制模块电路设计12
3.2.1AT89C51与6116电路设计13
3.2.2看门狗电路设计14
3.3AT89C51与RS-232转换接口电路设计16
3.3.1RS-232-C标准分析16
3.3.2RS-232与AT89C51接口电路设计18
3.4SJA1000与AT89C51接口电路设计19
3.4.1SJA1000与AT89C51接口电路设计19
3.4.2物理层接口电路设计21
3.5元器件清单22
结论22
交流电力智能传感器粗信号处理实验平台利用图1所示的采集、存储、微处理器、通信、上位机和VC-Matlab共6个接口即可将各功能模块构成一个有机整体。在研发该平台时，根据这些接口，也可以并行开发与之相应的采集模块、存储模块、通信模块、上位机模块及其他模块。由于粗信号处理研究的基本出发点在于为低成本实现交流电力智能传感器提供方法和技术支持，实验平台选取成本低、性价比高和稳定性好的89C51/52系列单片机作为其微处理器。接着将对这6个接口进行设计。
1.1采集接口采集模块由电流、电压等电力信号的感知部件、信号调理电路和A/D转换电路等构成。要求信号采集的分辨率为0.3V，采样频率不低于20kHz。采集模块对其滤波等信号调理方面没有要求，便于交流电力智能传感器硬件的简化，以利于减小体积和低成本实现。工业上一般采用三相交流电力，故采集模块应能采集三相电力的电压、电流信号。实验平台留给采集模块的微处理器I/O系统资源为P1口的低5位，以供采集模块使用。
1.2存储接口本实验平台需要存储来自于上位机的模拟电力信号u′、通过采集模块获得的三相电压、电流采集信号uA、uB、uC、iA、iB、iC，以及利用粗信号处理方法分析得来的电力特征参数或性能指标等数据。模拟电力信号主要用于分析粗信号处理方法在电力智能传感器中的实际测试精度、实时性以及可靠性。实测电力信号用于研究粗信号处理方法的现场分析性能，电力特征参数或性能指标是粗信号处理方法性能评价的依据。电力信号的采样周期Ts越短，一个电力信号周期T内的采样点数N越大，样本就越趋近于实际的电力信号。因此，本实验平台需要存储大量数据，仅利用微控制器自身的存储空间是远远不够的，需要扩展存储器。为确保分析精度，本实验平台采用基于IEEE754—1985《IEEEStandardforBoraryFloating-PointArithmeti》标准的浮点型数据格式进行存储，一个数据信息占用4个字节。为了让样本较好地逼近电力信号，无论对于实测信号还是模拟信号，N均取为512，存放3个周期的电力信号。频率、电压与电流的幅值、初相位是交流电力的特征参数；交流电力功率的基本性能指标为视在功率、有功功率、无功功率和功率因子。通过不同方法获得的这些参数或指标均需要保存。另外，还有用于计算、分析过程中的数据临时缓存区bufter，至少需要1kB的空间。另外，实验平台留给存储模块的系统I/O资源为P0、P2.0～P2.5、P3.6、P3.7。
1.3通信接流电力智能传感器粗信号处理实验平台对现场系统与上位机系统之间的通信速度无特别要求，采用RS-232串口全双工通信，数据格式为16进制，波特率为9600bit/s、8位数据位、1位停止位、无奇偶校验。本平台的通信协议格式如表1所示。其中字节头取值为0x68，结束码取值为0x16，A、B、C三相电压、电流采集通道ID分别为1，2，3，4，5，6，数据域内放置要传送的具体数据。数据长度表示数据域中的字节数，占用2个字节。将除校验码和结束码外的其他项通信信息累加，形成用1个字节表示的校验码。5个字节描述的控制字主要分成3类：数据请求控制字、数据上传控制字和辅助控制字。对于前两类，由于通信的内容为表1所示的信息（buffer项除外），故其格式为：Q或S+4位描述的表1中的数据（数据的下标变为正常字体，数据不足4位的项，其高位用零表示，如θuA1、uA1、u1′分别描述为θuA1、0uA1、0u1′，表示利用粗信号处理方法1分析实测交流A相电压信号所得的初始相位、电压有效值，分析模拟信号所得的电压有效值），其中，Q表示查询信息，S表示发送信息。辅助控制字的格式为：ACW+两位控制指令，其中，01表示测试串口通信是否正常（回复0表示串口通信正常，其他值表示串口通信不正常），02表示查询平台正常采集电力信号的通道数目，03表示查询平台正常采集电力信号的通道，04表示查询平台通信的波特率，05表示设置平台通信的波特率。辅助控制指令还可以根据需要进行扩展。
1.4微处理器接口微处理器模块主要由89C51/52集成芯片、复位电路、时钟电路、键盘单元、显示单元、CPU监视单元和电源单元等构成。它能将A/D单元后的电力信号进行采集并存放在存储器中，并利用多种粗信号处理方法分析采集或模拟交流电力信号，输入现场指令，显示现场系统的工作状态、分析结果；与上位机系统进行通信，监视CPU的工作状态，一旦出现“跑飞”等故障，复位CPU让其重新正常工作；能提供现场系统正常工作的电源。供微处理器模块使用的I/O为P1口的高3位。
1.5上位机接口与VisualC-Matlab接口上位机模块能模拟交流电力信号，实现多种交流电力粗信号处理方法，并将模拟交流电力信号“告知”现场系统，从现场系统处“获知”交流电力的实测信号以及现场系统的分析结果等；以图、列表等方式显示实测或模拟交流电力信号，并显示交流电力信号多种粗信号处理方法的分析结果等。VisualC++6.0是Window平台上一种强有力的软件开发集成环境，所以，本实验平台的上位机将利用VisualC++6.0进行其软件开发。对于模拟的交流电力，其特征参数和性能指标的真值是已知的；对于实测的交流电力，确定其特征参数和性能指标的真值比较困难。利用现有的经典方法获得这些真值不失为一种有效途径。Matlab工具箱提供了丰富的经典方法、算法和绘图方式，在VisualC++6.0中利用这些工具能可靠地计算出电力特征参数、性能指标的真值，并有效地缩短上位机软件的开发周期。在VisualC++6.0中调用Matlab工具箱中的函数有几种方式，结合自身特点，上位机模块宜采用引擎方式。利用这种方式的具体步骤为：1）在VisualC++6.0环境中添加Matlab引擎库头文件和库函数的路径，并在其菜单项ProjectSet－tings的【Link】选项卡上文本框中添加3个文件名libmx.lib、libmex.lib、libeng.lib。2）在工程头文件中加入引擎库头文件名Engine.h。首次调用Matlab函数时先利用engOpen函数打开Matlab引擎。该函数返回的引擎指针用于之后Matlab函数的调用。不再调用Matlab函数时，通过engClose函数关闭引擎。3）通过engEvalString函数向Matlab引擎发送包含所调用的Matlab函数名及其参数的命令字符串实现函数的调用。利用函数engGetVariable获取Matlab函数分析出来的信息。该函数返回一个mxArray类型的指针。函数mxGetData可将该类型的指针转化成可在VisualC++6.0中操作的void类型指针。
2实验
项目组将5位硕士研究生划分成4个小组：从原理设计到系统集成、调试，研制出该平台[7]共花费1个半月。利用实验室中的工业用交流电力对研制出的实验平台进行系统测试和验证。图2（a）为现场系统采集的一个单相交流电压信号，上位机系统通过通信模块获取了该信号并利用0、1、2号粗信号处理方法对其进行分析。上位机系统调用Matlab工具箱中的FFT函数获得该信号特征参数的真值，其中图2（b）、2（c）分别为该信号幅频、相频特性。图2（d）为该信号在实验平台上测试得出的综合信息。其中，幅值数据、相位数据列表框中的内容为图2（b）、2（c）的数据化，对该信号进行的3种粗信号处理（一个信号周期内用了21个采样点进行分析）是在上位机系统上进行的，其分析结果与现场系统基本相同，不同的主要在于处理速度，其主要原因是微处理器的晶振频率为12MHz，而上位机的主频为2.1GHz。由图2可知，方法1、2的精度高于方法0，这与相关研究成果相吻合，从而验证了该实验平台的有效性、可靠性。该实验平台研制的快速性、高效性以及研制出的平台有效性、可靠性证明了用于该平台研制的接口设计的有效性、合理性。
3结束语
片上网络借鉴了大规模并行计算机的网络互连结构，以数据包的形式进行处理器核间通信，图1以3×3的mesh网络为例示意了其基本结构，主要包括如下组件：1）处理单元（ProcessElement，PE）：处理单元负责具体的计算及数据包的发起和接收，其中可包含处理器核（Core），协处理器（CP），存储器（Mem）及I／O等资源；2）路由器（Router，R）：路由器通过数据链路相互连接组成特定的网络，并按照一定的路由算法和交换策略实现数据包的转发；3）网络接口（NetworkInterface，NI）：网络接口负责处理单元和路由器之间的数据交互，根据双方的协议完成数据包的打包和解包工作；4）数据链路（Link）：数据链路连接相邻的路由器，是信号传输的载体。当处理器间需要进行通信时，数据包首先通过源节点的网络接口进入路由器的输入队列，路由器再根据数据包中的路由信息计算其输出方向，并将其转发到相邻的路由器，然后重复该过程直到数据包到达其目的节点。最后，数据包被目的节点的网络接口接收，经过解析之后，其数据被存放到处理单元的存储器中供计算使用。
2单边通信协议
根据虫孔（Wormhole）交换策略［5］，一个数据包被划分为若干个微片（flit），其中位于数据包最前端和最尾端的微片分别被称为头微片（headflit，HF）和尾微片（tailflit，TF），中间部分的微片则被称为体微片（bodyflit，BF），这三种微片可进一步通过微片类型编码进行区分。数据包的头微片主要包含相关的路由信息，如源节点坐标（src＿x和src＿y）、目的节点坐标（dst＿x和dst＿y），以及数据包长度、冗余校验码等信息，尾微片和体微片则包含了具体待传输的数据。此外，在具有多个虚通道的片上网络中，微片中还包含了其所属的虚通道号（vcid），以使不同数据包的微片可以在数据链路上混合传输，从而提高数据链路的带宽利用率。为了减少处理器的干预、提高数据传输效率，本文对片上网络采用单边通信协议，其主要思想是在数据包中显式地包含数据的目的地址。图2示意了本文使用的数据包格式：一个数据包由至多16个微片组成，每个微片的数据负荷为32位；第一个微片为头微片，包含了路由信息及数据包长度信息；第二个微片包含了一个32位的目的地址，该地址指定了后续数据在目的节点中应被存放的位置；后续微片则包含了具体传输的数据。这种将目的地址包含在数据包中的单边通信方式使网络接口能直接将接收到的数据存入存储器，而无需处理器进行干预，因此有助于提升网络接口的数据接收能力。
3网络接口设计
网络接口（NI）负责数据包的发送和接收工作，是处理单元与片上网络通信的接口。一方面，NI监听从网络到达该节点的微片，组装成完整的数据包，然后通知DMA控制器根据接收到的目的地址将数据存放到存储器中；另一方面，NI从处理器接收数据，将数据进行打包后传入片上网络。因此，NI的处理器端和网络端需分别满足嵌入式总线协议（本文采用AHB总线［6］）和基于信用量（credit）的流控协议。以具有两个虚通道（分别用VC0和VC1表示）的片上网络为例，图3示意了本文设计的网络接口结构，其中上半部为网络接收部分，下半部为网络发送部分。在网络接收部分，每个虚通道都对应了一个接收队列、数据包队列、目的地址寄存器和DMA写控制器（wDMA）。数据包的解析和接收是由接收控制状态机和wDMA控制器协同实现的，图4示意了两者的状态转换关系与协同工作方式。一方面，接收控制状态机对接收队列中的微片进行解析，剥离vcid和微片类型等信息后，将有效数据存入数据包队列；接收控制状态机检测到一个完整的数据包后，就通知相关的wDMA控制器直接将接收到的数据搬移到存储器中。另一方面，DMA写控制器（wDMA）接收到DMA传输请求之后，首先从数据包队列中读取出第一个微片，并将其记录为后续数据的目的地址；然后，wDMA控制器向AHB仲裁器发送总线请求信号，申请对总线的所有权；接下来，wDMA控制器发起AHB总线传输操作，将数据包队列中的数据按照先前记录的目的地址连续地存入存储器中；等到数据包队列为空之后，接收控制状态机和wDMA控制器均返回空闲状态。在网络发送部分，处理器将待发送数据的起始地址（针对发送节点而言）和数据长度写入相关的DMA读控制器（rDMA）中，再由rDMA将数据从存储器搬移到发送端的数据包队列。发送控制状态机再将数据包的目的地址（针对目的节点而言）与数据包队列中的数据进行打包后传入网络。另外，由于VC0和VC1可能同时发送数据包，因此在发送控制状态机中还进行了虚通道间的仲裁，仲裁的结果用于选择相应的数据进入网络。为了简化接收控制状态机对完整数据包的探测过程，规定网络中数据包的长度不能大于NI中数据包队列的深度，以使数据包队列可以存放一个完整的数据包。在本文中，NI接收部分和发送部分的数据包队列深度均被设置为16，因此网络中的数据包最长不能超过16个微片。
4验证及性能分析
4.1验证及测试环境为了对设计的片上网络传输接口进行验证及性能测试，本文将网络接口集成到了一个4×4mesh片上多处理器验证环境中，图5示意了该多处理器的结构：每个节点均为一个基于AHB总线的小型系统，其中包含了一个小型RISC处理器（μP）、私有SRAM存储器、片上网络路由器及网络接口。为了对网络接口的性能进行对比分析，本文选取了并行FFT计算［7～10］作为应用案例来对该16核系统进行性能测试。其中，测试组采用本文设计的网络接口，数据在存储器和网络接口间的搬移采用DMA方式实现；而对比组采用非DMA操作的网络接口，数据的搬移是以中断的方式通知处理器μP干预实现。
4.2案例测试图6给出了在16核系统中进行单精度浮点FFT计算的结果，其中横轴表示输入序列长度的对数，纵轴为计算过程所消耗的时钟周期。从图5可以看出，对比采用CPU干预型网络接口的16核系统，采用DMA传输型网络接口的16核系统具备了更高的并行计算性能。当FFT序列长度为1024时，本文设计的网络接口使FFT计算耗时降低了20％左右，且随着FFT序列长度的增加，DMA传输型网络接口对16核系统并行计算性能的提升更加明显。导致FFT计算性能提升的原因主要有两点。1）由于本文设计的网络接口通过DMA方式实现数据负荷的搬移，而非通过CPU进行显式的搬移，因此缩减了数据包的发送和接收延时，减低了处理器核间通信带来的性能损耗；2）网络接口采用的DMA传输方式减少了CPU对数据包的干预，使得CPU能更加专注地进行数据运算，因此应用程序的并行计算性能得到了提升。
5结语
论文关键词：Proteus，LPC2124，精确计数
1 引言
LPC2124是基于一个支持实时仿真和跟踪的16/32位ARM7TDMI-S CPU的微处理器，并带有256KB嵌入的高速Flash存储器和16KB的RAM。LPC2124具有教小的64脚封装，极低的功耗，多个32位定时器，4路10位ADC，PWM输出，46个GPIO以及多达9个外部中断，并且内置了多种串行通信接口物理论文，支持JTAG、ISP、IAP等多种编程方式，使得LPC2124能够适用于工业控制、访问控制、医疗系统以及其他各种类型的应用[1，2]。
Proteus软件是由英国Labcenter Electronics公司开发的EDA工具软件，是一款新型的嵌入式系统设计、分析与仿真软件。Proteus软件不仅能够实现数字电路和模拟电路的设计与分析，而且还能够实现微处理器与外设的混合电路设计，可以直接在原理图的基础上进行微处理器的软件协同仿真和功能验证。Proteus软件只带汇编编译器(不支持C语言)，但可以将其与Keil集成开发环境进行联调，达到很好的仿真效果[3，4]。
本文设计的精确计数系统功能为：当按下按钮时，数码管的计数加1，当放开按钮时，数码管的计数保持不变；开始时数码管的计数为0，当数码管的计数达到15(即16进制的F)时又重新从0开始计数。系统软件的设计采用Keil软件完成，编译连接之后得到可执行的hex文件；系统硬件的设计采用Proteus软件完成；软硬件的协同仿真是在Proteus中加载hex文件进行精确计数的测试。
2 硬件系统的设计
精确计数系统采用LPC2124微处理器作为核心器件，并为其提供了两组电源分别为3.3V和1.8V。硬件系统主要由以下四部分电路组成：XTAL1和XTAL2两个端口连接晶体振荡器组成时钟电路，RST端口连接一个按钮组成复位电路物理论文，P0.0-P0.6端口连接一个共阴极的7段数码管组成输出电路，P0.7端口连接一个按钮组成输入电路论文格式。在精确计数系统中，P0.0-P0.7共8个端口的功能都是GPIO，P0.0-P0.6共7个端口的方向都为输出模式，P0.7端口的方向为输入模式[5]。采用Proteus软件设计的硬件系统原理图，如图1所示。
图1 硬件系统原理图
3 软件系统的设计
精确计数系统软件的设计主要在于对LPC2124微处理器相关寄存器的设置，从而控制数码管计数的显示。软件系统的设计采用Keil软件完成，并最终得到可执行的hex文件。软件系统的设计主要通过以下几个步骤来实现，程序流程图，如图2所示。
图2 软件系统流程图
1.初始化系统时钟并设置相应的寄存器。晶体振荡器的频率为10MHz，LPC2124微处理器的时钟频率为60MHz，设置相应的寄存器程序如下：
PLLCON=1; //使能PLL
PLLCFG=(60/10-1)|(1<<5); //M=5+1，P=1
2.初始化相应端口的功能为GPIO，设置相应的寄存器程序如下：
PINSEL0=PINSEL0|0xFFFF; //P0.0-P0.7共8个端口功能为GPIO
3.初始化相应端口的方向为输入或输出模式，设置相应的寄存器程序如下：
IO0DIR=0x7F; //P0.0-P0.6共7个端口为输出，P0.7端口为输入
4.开始计数数码管显示0物理论文，设置相应的寄存器程序如下：
IO0SET=0x3F; //P0.0-P0.5共6个端口输出高电平，P0.6端口输出低电平
5.循环检测按钮是否被按下，并进行相应的处理，程序模块如下：
void button_test( )
{
int i=0,key;
unsigned charledcode[]={0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07,0x7F,
0x6F,0x77,0x7C,0x39,0x5E,0x79,0x71}; //显示0-9,A-F的笔段代码表
while(1)
{
key=IO0PIN&(1<<7); //获取P0.7端口的电平，即检测按钮是否被按下
if(key==0) //按钮被按下
{
i++;
if(i==16) //计数器加到16
{
i=0;
IO0CLR=ledcode[15]; //清除数码管上次计数的显示
}
else
IO0CLR=ledcode[i-1]; //清除数码管上次计数的显示
IO0SET=ledcode[i]; //数码管显示新的计数
while(1)
{
key=IO0PIN&(1<<7);
if(key!=0) //按钮被放开
break;
}
}
}
}
4 仿真与结论
精确计数系统软硬件的协同仿真是在Proteus中加载hex文件进行计数的测试。经仿真测试结果表明：本精确计数系统能够根据按钮的按下与否准确进行0到15(即16进制的F)的计数，并通过数码管进行准确显示，达到了设计的目标要求。同时，在此基础之上，可以对系统的软硬件功能进行扩充，以适用于其他方面的应用。
参考文献：
[1]韦文祥，朱志杰，车琳娜，郭宝泉.基于LPC2124的一个远程系统软件升级方案[J].单片机与嵌入式系统应用,2006,5:46-49
[2]晏五一，朱志杰.基于LPC2124的远程配电变压器监测终端设计[J].电力系统，2007, 26(7):31-34
[3]杨校辉.Proteus在ARM系统设计中的应用[J].单片机与嵌入式系统应用,2009,8:77-79
[4]张勇.基于Proteus平台的32位单片机LPC2114虚拟串口通讯仿真[J]. 集成电路通讯，2008，26(1):8-12
[5]周立功.ARM嵌入式系统基础教程(第2版)[M].北京:北京航空航天大学出版社，2008:353-360
关键词：数字电视，图文信息，接口
1引言
数字电视图文信息服务系统建立的目的主要是为了更好的给用户提供所需的关于医疗卫生、教育教学、农产品价格和供求等相关信息，对信息资源做到集中管理、共享访问，最终形成一个有一定规模的图文信息服务系统。论文参考，图文信息。为了使各部分模块之间能够顺畅的衔接，本文介绍了数字电视图文信息服务系统接口的设计方案。
2图文信息服务系统外部接口的设计
2.1与门户的接口
图文资源中心作为一个独立的平台，与门户登陆系统之间通过接口传送机顶盒登陆数据信息，如图1所示。
图1 门户系统接口结构图
门户系统接口：功能是获得当前机顶盒的MAC地址。论文参考，图文信息。
接口协议：通信采集用HTTP协议，通信的数据格式采用XML1.0标准。
2.2与合作方网站的接口
对于开放站点数据库的合作方，由于不同的合作方其数据库结构也不尽相同，因此在图文采集子系统的数据迁移模块中，分析合作方数据库结构的协议需要与开放站点做接口。
传输数据：合作方向资源中心提供的信息数据。
接口协议：合作方数据源的数据格式协议。论文参考，图文信息。与开发站点数据库的通信采集JDBC2.0标准；与XML格式数据源通信，数据格式采用XML1.0标准。
2.3短信平台接口
此接口留待扩展，当用户选择接收手机短信时，有新的留言信息会有手机短信提示，可和现有的短信平台对接，实现图文的短信增值。
传输数据：留言发件人、留言标题、留言正文。
接口协议：与留言系统数据库的通信采集JDBC2.0标准；与短信平台接口数据格式符合短信平台的协议。
2.4与中小学教育信息系统（PSTIM）接口
2.4.1数据同步
数据同步部分主要功能是基于TCP协议建立socket连接的方式，将中小学教育信息系统中的年级、年级所学科目、年级所学科目版本、知识点、教学周等信息传递过来，并将此信息转化为图文栏目层次的数据关系，通过此关系可以对学习资料图文信息进行组织。在图文中PSTIM传递而来的数据将组成为图文中一个子系统进行管理。
1.接口结构图
图2PSTIM门户系统接口结构图
2.协议和规范：
TCP协议：从PSTIM中获取数据采用的协议。
JDBC：数据转入图文数据库中遵守的规范。
HTTP：接口程序与图文数据库通信采用的协议。
3.接口实现：
接口实现分为五个模块(类)：中间表、socket通信模块、传输数据分析模块、数据结构转化模块、图文库操作模块。论文参考，图文信息。
1) 中间表：
图3 接口图文与中小学教育数据结构图
2) Socket通信模块：
采用成熟的基于TCP协议的socket通信的代码搭建。根据双方沟通和《教学管理系统与EPG等系统的接口协议.》文档，接口同步程序作为socket通信的客户端。论文参考，图文信息。根据配置的IP和PORT向服务端发送数据请求。论文参考，图文信息。服务端数据发生变化由系统外通知，数据通信请求由手动方式触发。
3) 传输数据分析模块：
传输数据分析类根据文档《教学管理系统与EPG等系统的接口协议》制定数据传输协议编写。
4) 数据结构转化模块：
数据结构转化完毕后在栏目表中层次结构为：中小学教育信息系统－>年级－>年级所学科目－>年级所学科目版本－>知识点－>图文学习资料。转化完毕在图文中中小教学系统传递而来的数据作为一个图文中一个子系统进行管理。
数据同步完毕后在接口图文与中小学教育表中层次结构为年级－>年级所学科目－>年级所学科目版本－>知识点。
5) 图文库操作模块：
该模块主要由操作栏目和操作接口图文与中小学教育两个表。功能分为：
a) 对这两个表进行插入、修改、更新操作。
b) 获得同步数据在图文中所属的rootid。
c) 删除栏目（删除其下所有子栏目和信息）。
3总结
数字电视图文信息服务系统为数字电视增值业务的发展提供了更为广阔的平台，设计适合信息服务平台各类信息模块联接的接口，是图文信息服务系统中的重中之重。本文所设计的方案，满足了各模块之间的信息交互，为数字电视增值业务的发展奠定了坚实的技术基础。
参考文献：
[1]邓晓燕.广播电视台图文信息频道制播系统的升级和改版初探[J]. 技术与市场,2009,(04).
关键词：GPIB接口，频谱分析仪，CAM/CAT系统
1引言
根据市场调查统计，频谱分析仪是微波测量仪器中需求量最大的门类之一。，GPIB接口。市场的需求，促进了频谱分析仪的研制和批量生产。在以前的频谱分析仪生产调试和性能测试中，基本都是人工手动进行测试、补偿和记录，由于使用的仪器设备种类繁多、功能各不相同、操作方法迥异，不仅对生产调试、测试检验人员的素质要求极高，并且速度慢、设备利用率低、重复性差，同时容易造成人为误差或错误，不能满足批量生产的要求。而且批量越大，这种问题就越明显，以个人计算机为核心的CAM/CAT系统可以从根本上解决这种矛盾。
随着计算机技术和软件技术的飞速发展，计算机辅助制造（CAM）和计算机辅助测试（CAT）得到了长足的进步。目前，CAM或CAT系统可以采用GPIB、VXI、RS-232、USB等接口。GPIB（GeneralPurpose Interface Bus）接口是测量仪器配备的标准接口，技术标准成熟，速度满足系统要求，因此，我们用带有GPIB标准接口卡的计算机与测量仪器设备组成频谱分析仪CAM/CAT系统，利用计算机智能控制各设备，自动完成频谱分析仪的参数校准、频响补偿和性能测试，并对测试数据进行快速、准确的处理和记录。
2GPIB测试系统的组成与特点
典型的GPIB CAM/CAT系统主要由个人计算机、GPIB标准接口卡和若干台配有GPIB接口的设备通过标准的GPIB电缆连接组成。系统具有以下显著特点：
1）GPIB接口编程方便，减轻了软件设计负担；
2）提高了测量性能。利用计算机对带有GPIB接口的仪器进行操作和控制，可使用各种自动校准、多次测量平均等方法，从而可以提高测量精度；
3）便于将多台配有GPIB接口的仪器组合起来，形成较大的自动测试系统，高效灵活地实现各种不同的测量任务，而且组建和拆散灵活，使用方便。
4）便于扩展传统仪器的功能。由于仪器和计算机相连，因此可利用计算机对测试数据进行更加灵活、方便的传输、处理、综合、利用和显示，使原来仪器采用硬件逻辑很难解决或无法解决的问题迎刃而解；
5）测试方法简便直观，人机界面更加友好，非专业人员也可以运用该系统进行自动测试。，GPIB接口。
3 频谱分析仪CAM/CAT系统的组建与连接
频谱分析仪的应用广泛，生产过程中要调试的参数众多，整机需测试的性能指标就多达20多项。调试和测试需要使用的设备有合成扫频源、合成信号源、网络分析仪、频率计、微波功率计、功分器、打印机等。如图1所示，首先在计算机中安装即插即用PCI总线IEEE488.2接口卡，加载驱动程序。然后用GPIB标准电缆把计算机和所有需要程控的仪器连接起来，并用打印电缆连接计算机与打印机。为了方便在生产线不同工位上使用，我们把这些仪器装入可移动机柜。同时，考虑到其他的应用可能，我们把所有设备采用软固定的方式，活动机柜门保证系统中任何一台设备可在3分钟内完成拆装，这样，可方便地组装系统或拆成单台仪器，提高了仪器的利用率。
4 软件设计说明
系统软件设计是系统开发的主体。，GPIB接口。软件完成仪器控制、数据采集、通讯、数据处理、数据分析、数据管理、信息输出等任务。频谱分析仪CAM/CAT系统采用Windows操作系统、Bland C++ Builder编程开发环境。系统软件结构框图如图2所示，共分为测试配置、测试控制、结果存储/调用和打印输出四个部分。测试配置主要实现人机界面管理和各仪器的GPIB地址分配，使整个系统能够很好的协调工作；测试控制是整个测试系统的主体部分，在这部分实现了频谱仪各项指标的测试过程。由于测试项目众多，因此每一个测试项目都编写成一个独立模块，减少软件系统模块间的耦合，每个模块都实现一个完整的测试项目；结果存储/调用部分实现了数据的存储与调用，方便了测试完成后的数据处理和备份；打印输出部分主要对测试结果进行实时打印输出。
为提高系统的通用性和扩展性，兼顾不同厂家和型号的测试仪器，并顺利完成新型或其它厂家的频谱分析仪测试，在软件设计时把各种常用仪器的控制程序列写成不同的子程序模块，对某种测试仪器配置，软件根据系统配置检测结果调用相应的子程序模块。被测频谱分析仪的控制模块也写成子程序模块，这样，系统的功能扩展和维护就变得容易。
对于一个测试项目，测试软件需要对测试流程、测试仪器工作模式、被测频谱分析仪参数设置等进行连续控制。我们以校准器幅度准确度测试模块为例，说明测试控制部分的程序编写流程，图3是该测试模块的流程图。首先获取各个仪器的控制句柄，从而能够对不同仪器进行分别控制；其次设置信号源频率为300MHz，幅度-20dBm，设置频谱分析仪“CF300MZ；SP50KZ；RBW3KZ；VBW30HZ；LG1DB；RL-18DM；”执行峰值搜索、定标，将信号输入电缆从信号源移至校准信号输出，再执行搜索峰值，读取信号差值。判断读取数值是否在指标范围之内。这样便完成了校准器幅度准确度的测试。，GPIB接口。
5 系统功能
频谱分析仪CAM/CAT系统提供的是按钮形式的界面，通过按钮弹出的下拉式菜单，使用者可以选择不同的功能，执行相应的操作命令。
1）系统配置，根据测试仪器配备情况分配GPIB地址，选择相应控制子程序。
2）系统自检，进入自检状态，系统对自身的软件和硬件配置进行全面的检查，确保系统的完整有效。对于自检过程中发现的问题，生成自检报告，以供查看。
3）测试人员、环境条件记录，内容包括，口令、测试人员、测试时间、环境条件等。
4）测试项目选择，在主界面列出了频谱分析仪整机需要测试的所有指标测试项目，每个项目都可以被单独选择测量，也可以选择任意几个直至全部项目进行组合测量。
5）测试过程组合显示，进入组合测试程序后，可以逐个进行各个项目的测试，同时逐个显示测试向导，确认后按照测试流程完成测试，测试的同时，界面显示测试项目的限值、测试结果或波形。
6）测试结果报告，在组合测试结束后，形成测试结果报告，使用者可以选择阅读报告内容。，GPIB接口。
7）发生异常情况时，使用者可以随时中断该系统的测试过程。
6 结束语
频谱分析仪CAM/CAT系统已经应用在AV4032和AV4033频谱分析仪批量生产中，在使用中，充分体现了该系统的自动化程度高、快速、测量精度高、可靠性高、通用性强、扩展能力强的特点，有着巨大的优越性：它可以提高生产效率，例如频谱分析仪的频响平坦度补偿，若手动操作需要2人花费8小时，而用频谱分析仪CAM/CAT系统只需一人30分钟就可完成，仅此一项每台频谱分析仪就可以节约15个工时；其次用自动测试系统可以大大减少人为因素影响，提高产品一致性及质量可靠性。，GPIB接口。另外将计算机用于生产便于对每台频谱分析仪生产过程及维修情况进行建档存储，有利于质量跟踪及用户服务。
参考文献
1）王擎天赵继业等现代通信测量仪器军事科学出版社1999年5月
关键词：瞄准具，测试仪，设计与研究
某新型瞄准具是一种航空光学射击瞄准具，它装备于某型歼击机上，可用于配合航炮、航箭、导弹、炸弹等武器对空中和地面目标瞄准攻击。从结构上来说该型瞄准具是一种结构复杂的机电一体化的控制系统，因此，对其进行检测也具有较高的要求。传统的检测方法是用配电盘对瞄准具的各个部件进行通电检查，将检测出的结果人工填写到瞄准具检测记录中去，并对照检修记录中的标准来判断其工作是否正常。由于瞄准具检测需要进行到部件级，需要检测的部件包括综合校验和电动机在内共有10个部件，因此检测瞄准具的全套配电盘就有10个之多。而目前使用的部件测试和总校测试配电盘都是机电式的，这类测试设备主要存在三个文面的不足：
（1） 测试精度不高，配电盘上的测量仪表采用的都是机械指针表头，分辩率底，容易产生误差。
（2） 智能化程度低，使用配电盘进行测试工作时，用户须根据报表逐项设定状态参数，并判断仪表指示的性能数据，填写测试报表。这样工作，操作方法复杂，效率低，且易产生误操作。科技论文。科技论文。
（3） 兼容性差，对于瞄准具的10个部件，用传统方法检测需要10个配电盘，且每个配电盘只能测试一种型号的部件，甚至仅用于一种型号的电路板，这给维护人员使用及其维修和保管带来很多不便。
针对以上的缺点，我们研制了一种用于瞄准具技术性能检测的通用性微机检测系统（简称ITS－3）它是通过计算机数据采集控制系统，该系统的集成化程度和智能化程度高，仅一套系统即可完成全套瞄准具的检测。
系统由硬件和软件两部分组成。硬件主要包括计算机、电源箱、接口箱。它提供检测所需的各个接口（如：电压通道、电流通道、电阻通道、DA、AD、DI和DO等）、使被测设备工作所需的外激励电源（电压、电流等）、以及用于数据采集和处理的计算机系统（微机本身）。系统的软件则包括系统软件和应用软件两类，系统软件提供了检测系统的工作环境；应用软件包括检测程序、检测数据库、文本文件等。
下面分别介绍ITS－3系统的硬件和软件的构造特点。
1系统的总体设计与基本工作原理
为了解决机电式配电盘通用性差、智能化程度低、测试精度不高等缺点，本检测系统采用微机数据采集与控制系统，其核心是一台以Intel80586、66为处理器的工业控制计算机，由微机完成各种被测信号及模拟参数的数据采集和数据控制，它提供检测所需的各个接口（如：电压通道、电流通道、电阻通道、DA、AD、DI和DO等）、以及用于数据采集和处理的计算机系统（微机本身）。计算机系统提供的标准接口还需要一套转换电路与被测部件联贯即ITS-3接口电路，它用来完成被测部件的信号匹配、信号调理、信号模拟、信号驱动等，同时还提供使被测设备工作所需的外激励电源（电压、电流等），ITS-3接口电路单独放在一个机箱内，称为ITS-3接口箱。科技论文。根据工控机提供接口的情况以及被测设备的检测需要，本系统采用图1所示的方案。
图1 ITS-3系统设计方案
检测所需电源、数据采集接口、模拟信号等由计算机系统提供，经电缆接入ITS-3接口；被测设备经电缆与ITS-3接口箱相连，与计算机、接口箱形成一个整体（一个完整的测试系统），实现对机载设备高精度、自动化检测；被测设备所需的模拟信号（如迎角信号）由计算机系统提供，经ITS-3接口电路转换和处理送给被测设备，驱动设备工作，被测设备工作后产生的反映被测设备工作状况的物理量信号经ITS-3接口电路进行信号匹配后送工控机，经工业控制计算机系统进行数据采集和处理，测量出被测信号性质、大小，以报表的形式显示器里，供维修人员判断并作为检修的依据。与原有测试设备（配电盘）相比，采用上述方案有以下优点：
（1）的综合机数据采集与控制系统，大大提高了系统的通用性，由于测试接口是由计算机提供的一套通用接口，当构造出一套标准接口后，所有部件都可以用这套接口检测，从而大大提高了系统的能用性，实现了对瞄准具部件综合化检测；
（2）在软件的控制下测试是自动完成的，且检测过程中必要的操作提示信息可在屏幕上实时给给出，使系统的自动化程度大化程度大大提高，实现了对实现了对机载设备的自动化和智能化检的自动化和智能化检测；
（3）由于计算机及接口板的精度和数据采集非常高，本系统的测试精度和速度都比老式配电盘大大提高。
2 系统的硬件设计
前面已经介绍介绍ITS-3系统的总体方案，根据上述方案及分析被测设备的检测信号和所需的模拟模拟信号，本检测系统的硬件设计如下。
被测设备包括以下部件：瞄准具头部、控制盒、电子部件、稳压器、高度机构、加速度计、电动机、放大器、以及综合校验等10个部件；根据工厂检修以下部件的工艺规程及设备的技术条件，我们对被测设备所需的模拟信号和被测信号进行综合分析，总结出瞄准具所需的检测和模拟信号有以下一些种类：检测接口有D/I量和D/O量（用于通路检测）、电流检测（I主、I抬、I迎、I测、等）、电压检测（各种工作电压）、电阻测量（距离和高度电位计安装电阻）等，还需要D/A（用于模拟输入，如：迎角侧角信号等）以及电阻分压器模拟（用于距离和高度模拟信号。以上接口均由计算机系统和插入计算机主板扩展槽（PCI总线）上的接口板提供。被测设备的接口通道分配，则由ITS-3系统接口电路来完成，根据以上分析，设计ITS-3系统接口箱硬件组成如图2所示：
它由一块主板、二块插件板、一块稳压器负载电流调整电路板和设备驱动元件、电源变压器、电流扩展电路等组成，其中插件板是为检测头部、控制盒、电子部件、稳压器、高度机构、加速度计及电动机等部件提供信号匹配的；主板主要联结各个功能模块并实现电流扩展和交流电整流；接口箱一端用一根转接电缆（ITS-3主电缆），通过1号～4号插头与计算机相连，将计算机提供的电源及各接口通道（D/A、A/D、D/I、D/O等）引入到rTS-3接口电路，接口箱后面板上5号、6号插头通过各个部件连接分电缆与被测部件相连，在软件的控制下，实现对被测部件的检测。
图2中1号插件板是电子部件、稳压器、加速度计提供信号匹配；2号插件板是为头部、控制盒、高度机构、电动机提供信号匹配；3号板用稳压器负载电流调整实现大功率电流；检测；主板把系统提供的电流量通道扩展为15路，并对交流电进行整流，为部件提供各种交流电源。
下面以“电子部件”检测为例说明系统对被测部件的测试过程：
直流电源由计算机系统提供，经1号插头进入ITS-3接口箱，（～115伏，400HZ）外接引入，经电源变压器变压和整流电路整流后，从5号插头输出到电子部件，模拟信号（如迎角输入信号用D/A模拟）也从插头进入ITS-3接口箱，经 转换后进入电子部件工作后，产生的输出信号（被测信号）经5号插头回送到ITS-3，经ITS-3电路信号匹配后送到计算机系统，由计算机系统进行数据采集和处理后，其数据处理以报表的形式显示在显示器上，供维修人员判读并作为检修的依据。
为简化设备，提高可靠性，ITS-3接口电路采用模块化结构，在充分分析被测部件的信号种类和性质的基础上，将相似种类的部件匹配电路合并制作在同一块电路板上，并将用途和参数相同的器件合并（如：抬高角线圈Q4模拟电阻R4，它既用于电子部件又用于加速度计检测），以尽量减少使用的器件数目；图2中将电子部件、稳压器、加速度计等部件的转换电路合并在一块电路上（1号插件板），此板上主要转换光流信号；而将头部、控制盒、高度机构、电动机等部件的转换电路作在叧一块板上（2号插件板），此板上主要转换直流信号；这种设计也利于消除检测中信号的干扰。对于测试接口如D/I、电流测试通道等也采用“分时复用”的方法尽量减少硬件的数量，如本系统中计算机系统提供的电流检测通道只有几路，利用ITS-3主板上的扩展电路将其扩展为15路，以满足对不同部件的检测要求。由于采用了以上优化措施，极大地简化了硬件设计，实现了测试系统的通用性，使一整套系统就可代替原有十个配电完成对瞄准具10个部件的检测。且由于使用的器件和硬件接口数量较少，大大提高了系统的可靠性。
3系统的软件设计
本系统的软件包括系统软件和应用软件两类，系统软件提供了检测系统的工作环境，本系统中采用Windows操作系统，因此软件无论从开发还是使用的角度来说都有很大优越性；应用软件包括C＋＋编写的检测程序、检测数据库、文本文件等。由于瞄准具的构造特点决定了需要检测的信号种类和数量繁多，包括电压、电流、电阻、时间、角度、频率、转速等，检测点数量也很多，例如综合校验一项就有32个子项目数百个检测点，而每个检测是点又有操作方法、检测条件、技术要求、实测结果等信息和数据，全套瞄准具的检修记录达数十页纸之多，若将这些信息都放在检测程序中，将使检测程序的编写变的非常复杂和庞大。因此被测设备的有关信息是存放在检测数据库和文本文件中，而不是存放在检测程序中，数据库提供所需的各种状态模拟参数（即检测条件，如需送的DA、电流、触点控制等），这些参数使被测部件按检测所需的工作状态工作来完成检测，并且数据库还将把检测到的反映被测部件工作状态的物理量（即实测结果，如：电压、电流、时间等）数据保存到库中，进行判断以得到被测部件工作状态是否正常的结果；文本文件则提供检测所需的信息（如：界面选择时的提示信息，检测过程中的操作规程信息）以及用于生成检测结果的文档模板。检测程序数据库和文本文件来确定被检设备的检修属性。检测程序与检测数据库和文本文件之间的联结关系则是通过数据库定义的。检测数据库不公存放被测设备的有关数据和体现测试项目的检测方法，而且要确定检测程序、检测数据库、文本文件之间的关联关系。 由于被测设备的检修属性是反映在检测数据库和文本文件中的，因此实现了检测程序与被测设备的分离，使系统的通用性大大增强，因此本检测系统扩展检测其它类型的机载设备非常方便。例如本系统如需扩展检测其它类型的机载设备，对硬件和检测程序不作改动，只需根据设备的性质增加相应的检测数据库和文本文件即可。
4结束语
ITS-3瞄准具检测系统是一种以数字计算机为核心的数据采集与控制系统，该系统具有较强的“以软代硬”功能，自动化程度和测试精度高，软件采用基于Windows操作系统的开发工具设计，人机界面好，操作方便；硬件设计中采用通用接口和电路优化设计，简化了系统的硬件结构，降低了成本，提高了可靠性。它能在修理厂现有的条件下，替代大量的传统维护手段所需的各类专用信号激励装置、专用测量仪器和配电盘，进行机电式瞄准具各部件和总体技术性能的检测及调试。且系统的通用性好，易于扩展检测其它类型的机载设备，为部队和工厂维护和修理工作提供了有效手段。
参考文献：
[1] 吕文龙，刘玉其.射击瞄准具讲义. 中国人民解放军空军飞行学院出版,1996.
[2] 张毅刚, 乔立岩.虚拟仪器软件开发环境编程指南,2002.,8.
关键词：变电所，配电所，存在问题，规范
10、6 kV配电所及10、6/0.4kV变电所设计，是工程建设中非常普通又非常重要的一项工作，其规范性和技术性都很强，许多方面涉及到国家强制性条文的贯彻落实。要做好变配电所设计既要执行国家现行的有关规范和规程，又要满足当地供电部门的具体要求，否则会出现种种问题，影响设计质量和工程进度。为了做好变配电所的设计，现将本人在我院变配电所设计图纸时发现各种问题中的一部分整理出来，进行简要的分析，与大家相互交流，以便共同提高。
1.对土建的要求在GB50053－94《10kV及以下变电所设计规范》中明确规定了变电所所址选择和对建筑等有关专业的要求，在执行中我们还存在不少具体问题，现仅列举以下几例略加分析，今后设计时应予以重视。
1）牱阑鹛糸埽撼导涓缴璞涞缢选用油浸电力变压器时，有的未在变压器室大门的上方设置防火挑檐。在工程建设标准强制性条文GB50053－94的第6.1.8条，规定“在多层和高层主体建筑物的底层布置有可燃性油的电气设备时，其底层外墙开口部位的上方应设置宽度不小于1.0m的防火挑檐”。
2）牥踩出口：有的设计在长度大于7m的配电室仅设一个出口或设两个出口但靠近同一端。这不符合GB50053－94第6.2.6条的规定，规范要求“长度大于7m的配电室应设两个出口，并宜布置在配电室的两端”。
3）犃焊撸河械纳杓圃诳悸鞘夷诰桓呤蔽醇萍傲旱母叨取S捎诒渑涞缢的跨度较大，有时梁的高度可达800mm左右，故在提土建条件层高时应考虑梁的高度。
4）犞蛋嗍遥河械纳杓平值班室设在交通不便的里角。这不符合GB50053－94的第4.1.6条规定，该条规定“有人值班的配电所，应设单独的值班室。高压配电室与值班室应直通或经过通道相通，值班室应有直接通向户外或通向走道的门。”
5）牭缋鹿担河械谋涞缢内双排布置的低压配电屏仅在屏底和后侧设置地沟，两排屏的沟之间互不连通。为了方便电缆的进出和今后线路的调整，宜将所内所有主电缆沟和控制电缆沟均连通。
2. 推荐选用D，yn11结线变压器最近十年，在TN系统中采用D，yn11结线组别的变压器已很普遍，但还有不少工程仍选用Y，ynO结线组别的变压器，其原因主要是不清楚前者的优点。论文格式，存在问题。在GB50052－95《供配电系统设计规范》中第6.0.7条规定：“在TN及TT系统接地型式的低压电网中，宜选用D，yn11结线组别的三相变压器作为配电变压器”。这里“宜选用”的理由，主要基于D，yn11结线比Y，ynO结线的变压器具有以下优点：
1）有利于抑制高次谐波电流。三次及以上高次谐波激磁电流在原边接成形条件下，可在原边形成环流，有利于抑制高次谐波电流，保证供电波形的质量。
2）有利于单位相接地短路故障的切除。因D，yn11结线比Y，ynO结线的零序阻抗小得多，使变压器配电系统的单相短路电流扩大3倍以上，故有利于单相接地短路故障的切除。
3）能充分利用变压器的设备能力。论文格式，存在问题。论文格式，存在问题。Y，ynO结线变压器要求中性线电流不超过低压绕组额定电流的25％熂鸊B50052－95第6.0.8条牐严重地限制了接用单相负荷的容量，影响了变压器设备能力的充分利用；而D，yn11结线变压器的中性线电流允许达到相电流的75％以上，甚至可达到相电流的100％，使变压器的容量得到充分的利用，这对单相负荷容量大的系统是十分必要的。论文格式，存在问题。因此在TN及TT系统接地型式的低压电网中，推荐采用D，yn11结线组别的配电变压器。论文格式，存在问题。
3.断路器选择与短路电流计算在低压配电系统中用作保护电器的有断路器和熔断器两种。目前我们使用最多的是断路器，用它来作配电线路的短路保护和过载保护。但是，在选用低压断路器时存在不少问题，其中突出的问题是没有进行短路电流计算。配电线路短路保护电器的分断能力应大于安装处的预期短路电流。选择断路器应先计算其出口端的短路电流，但有的设计者却没有进行短路电流计算，所选短路器的极限短路分断能力不够，不能切断短路故障电流。要确定断路器安装处的短路电流，可按设计手册进行计算，但比较烦杂；也可以采用“短路电流查曲线法”来确定计算电流，比较简便。现将由上海电器科学研究所设计、浙江瑞安万松电子电器有限公司断路器产品资料中提供的一种“短路电流查曲线法”附在后面。通过查此曲线，可以较方便地求得任意安装位置的短路电流近似值。所举例子的短路点仅为假设，实际工程设计中最常用的短路点是选在保护电器的出口端。论文格式，存在问题。
4.断路器与断路器的级联配合低压配电线路采用断路器作短路保护时，断路器的分断能力必须大于安装处可能出现的短路电流。但是有时不能满足此要求。例如：C45N、C65N/H微型断路器的分断能力仅分别为6kA、10kA，但其安装处出口端的短路电流有时可达15kA甚至更高。论文格式，存在问题。这时可用两路办法来解决此问题，第一是改用短路分断能力高的塑壳断路器；第二是仍选用微型断路器，利用其与上级断路的级联配合来实现短路保护。但是，进行级联配合的上下级断路器的选择须满足下列条件：
1）先决条件是上级断路器的固有分断时间比下级断路器的全分断时间短。论文格式，存在问题。也就是说下级断器出口端短路时，下级未来得及切断短路电流，上一级先行切断了短路电流。论文格式，存在问题。
2）下级断路器虽不能切断短路电流，但下级断路器及其被保护的线路应能承受短路电流的通过。
3）越级切断电路不应引起故障线路以外的一、二级负荷的供电中断。论文格式，存在问题。论文格式，存在问题。
4）上下级断路器宜采用同一系列的产品，其额定电流等级最好相差1～2级，或根据生产厂提供的级联配合表来选择。现将施耐德电气公司提供的级联配合表附后。 由此表可见，C65N/H型断路器可与NS100、NS160、NS250型断路器进行级联配合，不能与更大的NS400、N630及以上的断路器进行配合，更不能直接接在变压器低压侧框架式主开关后的母线低压屏上。
综上所述，我们在变配电所设计中还存在各种各样的问题，有待今后改进。本人的简单分析和点滴看法，仅供参考。论文格式，存在问题。不当之处，请予以指正。