基于pc104的陀螺仪动态测试系统设计

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1、基于PC104的陀螺仪动态测试系统设计0引言陀螺仪是平台稳定系统的敏感测量元件，它敏感台体的角运动信号，通过平台伺服回路，建立平台的稳定基准。因此陀螺仪的性能直接影响到平台稳定系统的性能，对严格测试其动态性能指标具有重要的意义。(来源大比特商务网：http://www.big-bit.com）传统的测试设备和手段复杂且效率低，为了便于对陀螺仪进行机内测试，改善测量效果，运用当今主要工业控制计算机技术——嵌入式PC/104总线结构来搭建测试系统，其独特的堆栈总线扩展方式，可使其具有体积小、功耗低、可靠性高等特点;其次，利用美国NI公司开发的虚拟仪器LabVIEW，为开发平台设计软件，使其人

2、机界面友好、功能强大、开发效率高、可维护性强，且测试精度和可靠性能得到充分保证。(来源大比特商务网：http://www.big-bit.com）1测试系统硬件组成该测试系统由PC/104工控计算机、DMM-32-AT多功能数据采集卡、信号调理模块组成。其测试系统组成框图如图1所示。(1)PC/104工控计算机。采用DIGITAL-LOG-ICAG公司的MSMP3SEV，它是一个基于PC/104(ISA总线)和PC104/Plus(PCI总线)的高可靠ALL-IN-ONECPU模块，主板主要集成了最大256MB内存、256KB二级高速缓存、2个RS232C串口、1个LPT1并口、EIED

3、硬盘接口、标准软盘接口、CRT显示器接口、平板显示器接口、鼠标接口、1个USB接口、看门狗计数/定时电路等。(2)DMM-32-AT多功能数据采集卡。4路12位D/A模拟输出，16位差分或32位单端16位模拟输入，24路数字I/O端口，最高采样速率为200Mb/s。该多功能采集卡主要用于激励信号的产生，测试信号的采集以及控制信号的产生。(3)信号调理模块。主要是将计算机给定的电压控制信号变换为电压或电流信号，对动态测试的激励信号进行整形、放大、滤波，以及对测试信号进行滤波，再由数据采集卡进行采集和处理。(来源大比特商务网：http://www.big-bit.com）系统的工作原理为：由

4、PC/104控制，通过DMM-32-AT的D/A端口产生测试信号，经过调理，对陀螺仪力矩器施加指令电流信号，以模拟陀螺仪输入轴的角运动，使力矩器产生一个力矩，引起陀螺仪自转轴发生偏转。这时信号器输出一个电压，经放大器后转换成一个电流输入到力矩器，使力矩器内原来外加电流减小到零，使转子自转轴处于平衡状态。通过信号调理模块对信号器上的电压进行变换，由A/D采样模块进行采样，输入到PC/104工控机，系统再对采集数据进行处理、判断和显示。这整个过程是由程序控制自动完成的。(来源大比特商务网：http://www.big-bit.com）2软件设计陀螺仪的动态测试软件采用LabVIEW软件进行设

5、计，LabVIEW不仅是软件开发环境，而且是一个编程软件，它是一种适合应用于任何编程任务，具有扩展函数库的通用编程语言。它定义了数据模型、结构类型和模块调用语法规则等编程语言的基本要素，在功能完整性和应用灵活性上不亚于任何高级语言。Lab-VIEW提供了丰富的数据采集、分析和存储库函数以及包括DAQ，GPIB，PXI，VXI，RS232在内的各种仪器通信总线标准的所有功能函数。但是LabVIEW所提供的功能仅能驱动NI公司支持的数据采集卡，DMM-32-AT是第三方数据采集模块，它需要用户自己设计开发驱动程序。2.1DMM-32-AT驱动程序的实现LabVlEW提供了对外部代码调用的接口

6、库函数。其中，调用库函数(CallLibraryFunction，CLF)节点使得用户可以方便地调用标准共享库和自定义库函数。在此，设计的数据采集系统就是通过LabVIEW提供的。CLF实现对动态连接库(DynamicLinkLibrary，DLL)调用的方法.完成对第三方数据采集模块的驱动，实现LabVIEW与普通数据采集模块的结合。(来源大比特商务网：http://www.big-bit.com）使用VC++生成一个dmm32driver.dll的动态链接库，通过CLF节点对其调用，以实现该数据采集卡的驱动，该程序实现的主要源代码为：需要注意的是，在头文件中加入extcode.h，以

7、便在DLL程序中使用LabVIEW中的数据类型，避免在传递参数和返回值时冲突。其次，需要在导出的函数原型前添加_declspec(dllexport)关键字，指出函数的出口。由此，可从一个动态链接库文件中输出数据、函数、类以及类成员函数而不需要.def文件。(来源大比特商务网：http://www.big-bit.com）2.2数据采集流程该测试系统采用如图2所示的单线程循环软件架构。采用单线程结构可以保证每个任务在一次数据采集循环