besⅲ超导磁体数据采集系统的设计与实现

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1、华中师范大学硕士学位论文BESⅢ超导磁体数据采集系统的设计与实现姓名：廖院松申请学位级别：硕士专业：电路与系统指导教师：黄光明20060501⑥硕士学位论文MASTER’STHESIS中文摘要本课题是在北京正负电子对撞机／北京谱仪升级改造国家重大科学项目的背景下，设计与实现BEsIII超导磁体数据采集系统。该数据采集系统为BEsIII超导磁体运行状态分析以及磁体失超分析提供数字接口，为超导磁体的安全运行提供有力保障。本文在简要分析设计要求的基础上，提出了基于CAN_bus的分布式数据采集系统架构，设计出基于s3c44BoX微处理器和uClin

2、ux操作系统的CAN2Ethernet嵌入式网关，连接cAN_bus和以太网，并最终将采集的数据传到以太网上的控制计算机。根据BESIII超导磁体数据采集的特点和要求，制定了一套简单有效的CAN总线用户层协议。该协议从cAN节点规模和数据帧类型上来说都是可扩展的。在硬件电路设计部分，首先介绍了超导线圈和电流引线电压信号以及拉力传感器信号、应力应变传感器信号、位移传感器信号的前端处理电路，然后介绍了基于SST89E564RD单片机的数据采集节点电路：在CAN2Ethernet网关电路设计中介绍了s3c4480x微处理器的存储接口、以太网接口和c

3、AN-bus接口，并描述了cAN总线控制器sJAlooO控制逻辑的vHDL语言实现。在数据采集节点软件设计中介绍了模拟电压的AD转换、数据的存储和cAN节点通信程序；在cAN2Ethernet嵌入式网关软件设计中介绍了交叉编译环境的建立、BootLoader的分析和移植、uClinux操作系统的配置和编译、CAN-bus设备驱动程序开发和应用程序开发。论文最后给出了性能测试结果并对全文进行了总结。关键词：BESIII超导磁体；cAN_bus；数据采集；嵌入式网关Abstract11histhesisintroducesmedesignandi

4、mplementationofdataacquisitionsystemforBESlIlsuperconductingsolenojdmagnet(SSM)intheBEP(佃ESupgrading．Thissystemprovidedadi醇alinterfaceforanalysisofmagIlet’sru皿ingstatusandmagBe‘quench，andproVjdedastrongguaranteeforsafe叩erationofmagnet．Onthebasisofabriefanalysisfordesignrequ

5、irements，thisthesisbringsforwardsystemarchitecturebasedonoⅢ_bus．32-bitmicr叩rocessorS3C44BoxaIIdembeddedOSuClinuxareusedtodesi印CAN2Ethemetgateway，whjchconnectsCAN_busaIIdEtllemet．Ultimately’thedataacquired丘omSSMwassenttocontroIcomputeLAccordingtothecharacteristicsofthedataac

6、quisitjonsystem，drewupasetofsimpleandusefulCAN-bususerpmtoc01，whichisexpansivetoCAN-nodeandframestmcture．hlhardwarcdes牺，Coil&kadVoltageandothers咖alfromsensorsconditionjngwerein打oduced，theⅡiⅡ仃oducedtlledrcIlitofCAN-node，whichbaseonMCUSST89E564RD．hQ～N2Ethemctgatewaydcsi弘，intt

7、oducedtheS3C4480Xmjcmpmcessor’mem01．ysystem，B[1lemetintcrfaoeaIldCAN．businterface．AIldthercalizationofthecontrollo百cofo拭．buscontfollersJAl000inⅦDLlangllagewasalsodescribed．Insonwaredesj印，ADconVersion，datastomgcando州-busco姗unicationwercintroduced；settingupcross—compilerforAR

8、M，tr锄spl柚tforBoonoader'coⅡ69Ilration锄dcompilationofuClinux，driVerofCAN—busaIlduser