一種微型存儲測試系統的設計

摘要：在進(jìn)行某武器系統檢測時(shí)，由于受測試空間和測試環(huán)境的限制，難以利用傳統測試儀器檢測。為解決這一問(wèn)題，設計了一種基于MSP4 30單片機的微型存儲測試系統，有效利用單片機內置的多種資源解決系統微型化的關(guān)鍵問(wèn)題；采用大容量存儲器實(shí)現系統的大數據量本地存儲；通過(guò)對系統采樣存儲策略的優(yōu)化設計，確保了數據的完整性與準確性；開(kāi)發(fā)了基于LabWindows／CVI的上位機處理軟件。實(shí)驗結果表明，該系統穩定可靠，能夠準確有效地進(jìn)行信號采集與存儲，并獲取相應參數。
關(guān)鍵詞：存儲測試；MSP430單片機；大容量存儲；LabWindows／CVI

在空間受限、環(huán)境惡劣和無(wú)法實(shí)時(shí)傳輸數據的情況下，傳統測試技術(shù)受到很大限制，必須使用存儲測試方法。該方法是在不影響被測對象或影響在允許范圍內的情況下，將微型存儲測試系統置入被測體內，現場(chǎng)實(shí)時(shí)完成信息的快速采集與存儲，并回收存儲器，由計算機處理，再現被測信息的一種動(dòng)態(tài)測試技術(shù)。本文設計的微型存儲測試系統是基于MSP430F149單片機，結合大容量串行FLASH存儲器Multimedia Card(MMC)，通過(guò)對單片機內部資源的優(yōu)化利用、外設的開(kāi)發(fā)、采樣與存儲策略設計，實(shí)現了系統的微型化、低功耗、多路數據采集和大數據量本地存儲設計。針對該系統開(kāi)發(fā)了基于LabWindows／CVI的專(zhuān)用測試平臺，用于對收回數據進(jìn)行分析處理，有效解決了在測試空間和環(huán)境受限的情況下對該武器系統的測試問(wèn)題。該系統理論上可以對多達16×8路模擬量進(jìn)行采集、處理和存儲，并可繼續開(kāi)發(fā)為具有故障診斷性質(zhì)的存儲測試系統。

1 系統總體方案設計
微型存儲測試系統總體結構如圖1所示。它由外部傳感器、多路模擬量采集電路、大容量存儲器、MSP430F149單片機以、各接口電路以及外圍輔助電路組成。不同的被測信號經(jīng)調理后經(jīng)模擬量多路開(kāi)關(guān)MAX396輸入單片機，利用內置AD模塊轉換成數字信號，交由單片機進(jìn)一步處理。存儲測試系統的存儲模塊主要有兩部分組成，即單片機內部的FLASH ROM和外部MMC卡，分別用于存儲被測武器系統初始狀態(tài)的數據和執行任務(wù)狀態(tài)的數據。系統通過(guò)RS 232接口電路與上位機進(jìn)行通信，接收上位機傳來(lái)的控制指令，并可將采集結果上傳至上位機進(jìn)行相關(guān)數據處理。

2 系統各模塊設計
2．1 數據采集模塊設計
數據采集系統以MSP430F149單片機為核心，MSP430F149的A／D模塊ADC12的內核是一個(gè)帶有采樣與保持功能的12位轉換器，采樣所得結果具有12位轉換精度，1位非線(xiàn)性微分誤差，1位非線(xiàn)性積分誤差。模塊內部的參考電壓發(fā)生器，同時(shí)有1．5 V和2．5 V兩種參考電壓值可供選擇。為獲得較高的精度，故選用2．5 V內部參考電壓，基準電壓負端為地電平。輸入模擬量VIN與轉換結果NADC之間的關(guān)系為：

根據測試任務(wù)，需要掌握兩方面數據資料。一是被測武器系統進(jìn)入執行任務(wù)狀態(tài)前的系統狀態(tài)；二是被測武器系統處于執行任務(wù)狀態(tài)時(shí)的系統狀態(tài)。為了有效提高了單次測試的可靠性，最大限度提高了系統的可利用性，提出分別采用正負延遲觸發(fā)的采樣策略，將這2種信號觸發(fā)方式分別作為兩路信號采集的觸發(fā)信號。圖2為該采集方法的電路原理圖。