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题目:中子管性能检测系统设计与实现

关键词:中子管、FPGA、ISA总线、脉冲频率调制、PIC单片机、用户界面

  摘要

中国工程物理研究院电子工程研究所与北航207教研室合作,开发新一代有综合检测能力的中子管性能检测系统。 本文首先根据协议要求分析了整个系统的硬件和软件需求,把系统分为一个个硬件电路和应用软件功能模块,逐一进行设计和调试。在制作采集卡电路时,首先用VHDL硬件描述语言实现了乒乓结构的双RAM脉冲计数、ISA总线接口、A/D控制以及UART功能模块。然后,通过大量的功能和时序仿真,证明了方案的可行性。转换单元电路调理系统中各路电压和电流,使其符合A/D芯片的采样范围要求;并将采集卡产生的同步信号驱动放大,驱动中子管发射中子束。在电路设计方面,该系统元器件集成度高,综合检测能力强。可控高压离子源电源采用了脉冲频率调制的方法设计,通过改变开关控制信号的频率来使输出电压相应的改变。这种设计使得电源输出电压1.5k~2.5kV连续可调,效率高,使用元器件少。工控微机应用软件界面用VC6.0编程实现,采用了图形用户界面设计,人机交互更灵活、操作更加简便。 经过近一年的设计和调试,系统硬件和软件各种功能模块都达到了预期的目标,系统通过了联合调试。目前,整个中子管性能检测系统已经应用到实际生产中。