ARM+FPGA电路板故障检测仪硬件设计(3)
1.4 本课题主要任务和本文主要结构
本课题选取ARM微处理器AT91SAM9G20作为嵌入式设计的核心,系统地研究了以ARM为基础构建嵌入式开发平台的相关理论和技术。
本文的主要结构如下：
第一章 论述了本课题的研究背景，给出了本课题的系统要求，并简单介绍了相关开发软件。
第二章 根据系统功能要求，给出了总体框图，以及各个功能模块的功能和主要指标。
第三章 介绍了信号产生单元的基本架构，完成了硬件原理图设计和PCB设计。
2 硬件组成
2.1 总体框图
检测仪的组成框图如图2.1所示，主要由信号产生单元（包括通信接口和检测接口）、多通道数据采集单元、电源单元、显控单元（主控计算机）、诊断软件等部分组成。
图2.1 检测仪的组成框图
故障诊断仪产生被测电路板的各种激励信号，通过分析诊断信号来判断被测电路板的故障，并完成故障定位。诊断仪的组成框图如图2.1所示，主要由信号产生单元（包括通信接口和检测接口）、多通道数据采集单元、电源单元、显控单元（主控计算机）、诊断软件等部分组成。
诊断平台可提供9种被测电路板正常工作的电源和激励信号，在诊断软件的控制和管理下，实现对9种电路板的自动故障诊断，并给出电路板的单元电路或电路模块的故障信息，为雷达的中继级文修提供指导。
以下将诊断仪分为信号产生单元、电源单元、数据采集单元和显控单元4个部分对硬件组成加以介绍。
2.2 信号产生单元
2.2.1 组成框图
信号产生单元产生各种被测板的激励信号、控制信号，将被测板的多路检测信号通过模拟开关切换后输出到采集卡的四路模拟输入端，同时模拟信号的选择受主控软件的控制。信号产生单元与显控单元的通信采用以太网接口和串行接口。
电路板检测接口提供各种被测板的插座、并具有防插反功能。对被检测板设置独立的电源开关，在诊断仪开电之前，电源开关应处于关断状态，被测板电源的接通和关断，在主控软件的提示下手动进行。
2.2.2主要技术指标和功能
（1）网络接口：100Mb/s，全双工，支持TCP/IP协议；
（2）串行接口：1个RS232接口，1个RS485接口，1个RS485转接接口，波特率最高115200B，数据位8位，停止位1位，校验位无；
（3）IIC总线：连接信号处理器、主控制器、码产生器、方位控制板插座，经开关控制连接6片PCF8574；
（4）高速DAC：2路，位数14位，最大采样速率210 MSP；
（5）串行DAC：6路，串行控制接口SPI；
（6）输入输出数字信号电平标准：5V CMOS/TTL电平；
（7）检测插座：为9种电路板提供检测插座；
（8）激励信号：为9种电路板诊断提供电源和激励信号；
（9）检测信号：被测信号通过信号诊断钩引入信号产生单元，一部分由FPGA或ARM检测，一部分经模拟开关选通输出至数据采集器检测。
信号产生单元实现的功能见表2.1。