航空航天測控技術精選(九篇)

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第1篇：航空航天測控技術范文

航空航天技術是信息、能源、制造等綜合性尖端技術的集合，是一個國家綜合科技實力的象征和衡量標志，在國家的軍事國防中起著中流砥柱的作用。近幾年“神舟”系列載人飛船的成功飛行，以及我國首架具有自主知識產權的噴氣式支線飛機ARJ21總裝下線等，引發了人們對航空航天技術領域的極大關注，而航空航天類專業更是吸引了不少同學和家長的眼球，被同樣懷揣飛天夢想的考生所追捧。

學科優勢助推人才起飛

航空航天類專業主要研究飛行器的結構、性能和運動規律，培養如何把飛行器設計制造出來并送上太空的工程技術專業人才。從狹義上講，航空航天類專業包括飛行器設計與工程、飛行器動力工程、飛行器制造工程、飛行器環境與生命保障工程、探測制導與控制技術等主體學科專業。然而，無論是飛機還是航天飛行器，都是綜合科學技術的結晶，涉及材料、電子通訊設備、儀器儀表、遙控遙測、導航、遙感等諸方面。因此從廣義上講，材料科學與工程、電子信息工程、自動化、計算機、交通運輸、質量與可靠性工程等都是航空航天技術不可或缺的學科專業。隨著航空航天事業的迅猛發展，近年來又催生出航天運輸與控制、遙感科學與技術等新興專業。

航空航天類專業對同學們的要求是“厚基礎、強能力，高素質、重創新”。同學們要學習和掌握航空航天技術的基礎理論和知識，接受航空航天飛行器工程方面的系統訓練，通過各種實踐性教學環節，可具備堅實的理論基礎，良好的實踐能力和分析、解決問題的能力，以及創新能力。畢業生在數學、物理、力學、計算機等方面的基礎比較扎實，在邏輯、分析、空間想象力、推理等思維上優勢明顯，知識面寬，適應力強，發展潛力大。本科畢業生考取研究生的比例很高，申請國外大學獎學金的成功率也較高。

有同學認為航空航天類專業就業覆蓋面窄，如果畢業后不能進入航空航天類企業，就很難找到專業對口的工作。其實不然，航空航天高科技輻射國民經濟各個部門，航空航天類專業扎實的工程技術理論與實踐基礎平臺，促成了其拓展性寬、應用性強、適用面廣的專業特點。可供畢業生選擇的對口職業有很多，如飛行器設計、制造人員，科研機構研究人員，國防部門研究管理人員，各級政府部門負責航空航天相關工作的研究管理人員，民航企事業單位的技術管理人員等。畢業生不僅可從事航空航天等領域的設計、制造、研發、管理等工作，還可在民航、船舶、能源、交通、信息、輕工等其他國民經濟領域施展才華，像微軟、IBM、貝爾、方正、海爾等知名企業都曾紛紛到航空航天院校招賢納才。很多民用部門也都點名要航空航天類專業的畢業生，認為他們基礎扎實、學以致用。

行業繁榮點燃人才需求

航空航天科技工業是知識密集和技術密集的高技術領域，航空航天技術的廣泛應用影響到政治、經濟、軍事、科技、文化及通信、氣象、能源、探測等領域，成為社會進步的強大動力。從世界范圍來看，航空航天科技工業是朝陽產業，在提升國家整體科技水平和綜合國力方面起著龍頭的作用。

我國經濟的快速發展為航空航天工業提供了廣闊的發展空間。國務院公布的《國家中長期科學和技術發展規劃綱要》中，關于大型飛機、高分辨率對地觀測系統、載人航天工程與探月工程等航空航天領域范疇的工程便占到16個重大專項中的4項。未來我國航空航天發展將重點開發大型飛機設計與制造成套技術，載人航天實現航天員出艙進行航天器交會對接試驗活動，直至實現登月計劃等。2007年大飛機項目正式上馬，給我國的航空業帶來了空前繁榮，帶活了一批航空類企業，也為航空航天類專業畢業生帶來了良好的機遇。

航空航天科技工業極具發展前景，對人才的需求會持續旺盛。據統計，2011年最被看好的12類專業之航空航天產業將引發對航空航天人才的巨大需求，包括航空航天經營管理，航空航天飛機總體設計與研發、發動機研發與制造，零部件研發與設計，航空航天新材料研發、制造及總裝技術、計量檢測技術、航空航天電子電器設備設計開發、信息及測控技術，航空航天生物技術、航空適航管理、航空維修改裝，以及航空航天產品光電通信技術、能源系統設計、力學及環境工程、計算機、仿真、可靠性技術等領域在內的專業人才缺口巨大。有關人士根據教育部公布的相關信息歸納出的“最出人意料的十個高就業專業”，便將航空航天類專業列入其中。

上海作為我國新支線飛機和未來大型民用飛機設計總裝基地和重要的航天基地，舉辦了“上海航展”，展會上舉行了航空航天人才大型招聘會。據航展招聘組負責人介紹，目前航空航天項目需要大量人才，僅空客A380一個項目組的技術人員需求數量就超過六千人，而我國這方面人才缺口非常大。

近年來，以航天科技，科工集團，航空一、二集團等為代表的航空航天類企事業單位生產和科研任務飽滿，條件大為改善，待遇提高很快，一些單位的員工年薪可達十幾萬，稍差一些的單位其員工薪資待遇也可達到當地中上水平。航空航天事業的迅猛發展，無異于為年輕學子的成長搭建了理想的平臺。像航天空間設計研究院、航空材料研究院等單位都炙手可熱，受到重點院校畢業生的青睞。畢業生就業地域以北京、上海、西安、成都、沈陽、哈爾濱、深圳等省會及核心城市為主。

從個人長遠發展來看，在航空航天類企事業單位工作，發展前景好，待遇高，成長快。隨著載人飛船、探月工程、大飛機等重大項目的深入實施，必將有越來越多的青年才俊在鍛煉中脫穎而出。

報考提示

我國目前開設航空航天類專業的重點院校有北京航空航天大學、南京航空航天大學、哈爾濱工業大學、北京理工大學、西北工業大學、南京理工大學、哈爾濱工程大學等。近年來，清華大學、復旦大學、上海交通大學、廈門大學等也相繼設置了此類專業。開設航空航天類專業的普通院校有南昌航空工業學院、沈陽航空工業學院、鄭州航空工業管理學院、中北大學、中國民航大學等。由于各個院校的發展歷史、層次、實力不同，學科專業水平差異也較大，同學們應注意了解自己感興趣的院校，根據自身實力，準確定位，合理選擇。

學習航空航天類專業以及將來從事航空航天技術工作，需要具備較強的學習鉆研及動手能力，要求同學們的數理化基礎扎實，邏輯思維能力較強，嚴謹求實，樂于鉆研。同學們應從實際出發，量體裁衣。

一些考生和家長誤以為報考航空航天類專業，體檢的標準要按照軍檢的標準來進行，其實不然。航空航天類專業主要是培養航空航天領域的專業技術人才，對考生的身體狀況沒有特殊要求，同學們只要符合《普通高等學校招生體檢指導意見》，就可放心報考。

第2篇：航空航天測控技術范文

泛華恒興與泛華測控

談到泛華恒興，圈內人第一個想到的是成立已經15年的北京中科泛華測控技術有限公司（簡稱泛華測控），兩家公司之間其實保持著密切又獨立的關系。與專注產品銷售和業務的泛華測控不同，作為一家獨立的企業，泛華恒興致力于為各行業用戶，尤其是“航空、航天和軍工領域”高科技企業提供自己設計研發的專業測試測量解決方案和成套檢測設備。高向東對兩家企業的關系描述比較直接，泛華恒興的主要任務就是設計和生產產品，而泛華測控則負責原來的產品業務，兩家企業的定位和分工有著明顯的不同。

作為一個技術和經驗的傳承者，泛華恒興的業務立足于測試測量領域，其產品涵蓋機、電、軟件和系統級自主產品及環境試驗設備；涉及的行業包括：ATE產品、旋轉機械（發動機故障檢測）、遙測遙控和數傳、工程教育產品、系統及工具級軟件、硬件產品及技術。泛華恒興提供的專業和完善的測控產品開發、銷售、集成、校準和培訓等服務，有助于用戶實現更精準、更高要求的測試測量任務。

技術先導，質量為本，服務取勝

測試測控市場的準入門檻很高，這也是中國企業很難進入該行業并生存下來的原因之一。“沒有核心技術的支撐，在這個市場根本沒有一點競爭力”，作為自動化專業畢業的高向東對技術實力有著清醒的認識，泛華恒興在成立之初，就建立了陣容強大的技術研發團隊，致力于“柔性測試”技術的研發，以虛擬儀器技術為核心，以PXI平臺為基礎，針對市場的現狀，特別是行業市場的特點和國防航空航天應用的特殊需求，泛華恒興融合了測試測量、機電一體化、網絡通信及平臺軟件等多種技術，實現測試系統的精確性、可靠性、適應性、靈活性和拓展性，推動現代測試技術在實際應用中的快速發展。高向東認為，基于軟件和虛擬儀器技術的測試方案與PXI高速總線平臺技術，在未來很長一段時間內，將成為自動測試和測控市場的主流，而這也是泛華恒興最大的技術優勢所在，因此，“在未來一段時間內，集中優勢力量在快速成長的廣闊市場，才能擁有更大的成功機會。”

泛華恒興對技術的重視，更體現在公司對人才的渴求上，泛華恒興為了提升自己的技術實力，組建了上百人的技術研發團隊，更是廣泛利用在行業內的各種資源，誠意邀請各個領域的出色人才加盟泛華恒興，“只有擁有了自己的研發團隊，才能在自己產品開發上掌控話語權，更好地滿足客戶提出的要求”，高向東很推崇喬布斯的饑餓營銷策略，也坦言測試行業需要這樣的危機感給企業發展提供動力，“特別是對泛華恒興這樣的新興企業，我們要對先進技術永遠保持一種饑餓感”。

當然，對于測試和測控系統來說，僅僅在技術上有優勢是遠遠不夠的，系統的穩定性在測試過程中與技術領先性同樣重要。“對于我們自己的產品，質量才是第一位的，質量是客戶最看重也是一個企業長期生存的根本。特別是我們的許多用戶屬于國防軍工這樣的領域，有時候質量不僅僅影響產品和測試結果，在戰場和某些場合下，意味著任務的成敗以及是否犧牲。，泛華人心中其實還有一個更美好的夢想，那就是用泛華恒興的產品幫助國家的航空航天和國防電子產業更快追趕上國際先進水平，而為了實現這一夢想，可靠的質量和技術積累一個都不能少。

服務，是外資企業進入中國后，讓中國人感觸最深的觀念變化。服務意識，是泛華測控從成立開始就一直在學習外資企業，并且因此培育了一批忠實的老用戶。作為曾經在外資企業工作多年的職業經理人，高向東認為他在外資企業最大的收獲就是如何為客戶提供貼心的服務。測試測控是個毛利率較高的行業之一，其中很大一部分用于服務成本的支出。“做這個領域，泛華恒興致力于為客戶提供更貼心的服務”，面對國內企業的競爭，高向東特別強調了服務這個競爭優勢。 當然，對于服務的理解并不僅僅是一個營銷策略的問題，“服務是一個公司整體實力的集中體現”，高向東認為服務的提升，涉及企業技術、管理和產品質量等多個方面的問題，而貼心的服務是收集客戶信息，滿足客戶需求，為客戶開發定制化的產品，并提供涉及項目實施、維護和售后咨詢等全方位的一個體系，缺少其中任何一環，都不能讓客戶真正滿意或者成為回頭客。

技術先導，質量為本，服務取勝，這是在高向東眼中相輔相成的三個重要理念，也是泛華恒興未來實現夢想的重要依托，“缺少任何一環，不可能在激烈的市場競爭中取得成功。”

個人與企業一起騰飛

人才是創造技術優勢的根本，也是企業成功的核心，在高向東的眼中，泛華恒興對高技術專業人才的渴求是永不滿足的。筆者采訪的當天，正值泛華恒興的新員工入職，在入職儀式上，高向東向新員工們表達了自己對他們成長的期待，“個人的成長與企業的成長是同步的，我們期待的是個人與企業一起騰飛！”

泛華恒興現在各個業務部門的帶頭人和骨干多是從原來各個行業的高級人才，也有部分是之前泛華測控多年培養出來的，而人才的作用是高向東最愿意和大家分享的。“如果我們沒有請來兩位專門管理生產線的專業人才，可能到現在為止，我依然會強調將生產外包，而不是自己組建生產線”高向東對人才的理解就是這么直接，“對于泛華恒興而言，在開始之初，沒有人管理過生產線，不知道怎樣把設計轉化成真正的生產過程，可以說投入生產線的錢并不是問題，如何實現設計到生產的轉化和控制生產產品的合格率只有專業的人才才能實現，這一點我們這些做測試設計的人是很難在短期內掌握的。”

高向東對人才的渴求體現在他無時無刻不在關注對泛華恒興有價值人才的挖掘上，經常思考對專業性很強的人才，如何發揮他們的特長，讓他們的研究能夠轉化為實際應用價值強的產品，最終增強泛華恒興的產品競爭力。當然更重要的是，他要為吸引和留住人才尋找一條合適的解決之道。

第3篇：航空航天測控技術范文

由于俄羅斯原定于10月升空的“弗伯斯-土壤”(Phobos-Grunt)火星探測器推遲發射,原計劃隨之發射的“螢火一號”(YH-1)也被迫推遲兩年啟用,令許多中國科學家扼腕嘆息。應該如何看待這次國際空間合作的意義以及其中出現的問題?接下來兩年內,有關科學家們將重點做哪些工作?

布魯斯•貝茨

謹慎些比較好

美國行星協會項目主任

完成前往火星特別是像“弗伯斯-土壤”這樣的復雜任務,要面對的困難可想而知。美國國家航空航天局以及俄羅斯太空總署都曾有過慘痛的教訓,即便是很小的計算錯誤也可能導致失敗,因此在發射前一定會反復測算各項數據,并檢查所有的設備。俄羅斯計劃在2009年發射“福布斯-土壤”的時間表無疑非常具有挑戰性,這一計劃被推遲并不令人感到意外。謹慎些比較好。美國行星協會此次隨“弗伯斯-土壤”送到弗伯斯(火衛一)的LIFE(生命行星際飛行實驗裝置)會攜帶一些微生物到弗伯斯進行往返旅行,以研究微生物在深空條件下的存活能力。這將有助我們驗證關于“生命可能隨小行星在宇宙中傳播”的假說。這次推遲發射給LIFE造成的影響就是,我們可能要為2011年重新準備一個實驗裝置。

我相信,在空間技術上相對進步的國家繼續相互合作是今后太空事業發展的趨勢。作為空間科學研究方面的后來者,中國的經驗還比較少,一定要在這條正確的軌道上堅持下去。

吳季

今后還是要自主火星探測

中科院空間中心主任

空間科學上重大的前沿突破可以揭示宇宙的奧秘,改變人類對宇宙的基礎性認識。總體上說,我國的空間科學和作為一個航天大國的地位還不相稱,科學探索活動很少,多是利用別人的數據進行研究,做出的知識性貢獻不多,沒有重大成果。

未來10~20年,以美國國家航空航天局為主,已經將空間探測的焦點逐漸轉移到對火星等星球進行的深空探測方面,而對月球的探測和研究將會成為其跳板。中國是發展中國家,在資金上的投入還十分有限,不可能像美國一樣大規模地進行空間探測計劃。中國科學家已經提出了許多探測設想,但是由于客觀條件不可能全部都實現。要最合理地利用有限的經費,就必須要完善中國的空間科學計劃篩選機制,通過科學、公平的程序選擇最具創新和重大性并具有技術可行性的計劃。“螢火一號”就是在這個背景下產生的。

如果兩年后“螢火一號”順利升空,接下來中國就要進行自主的火星探測。如果來得及,2016年初就有合適的發射窗口。目前中國有能力將這樣小的衛星發射到火星去,但是我們欠缺的是深空測控能力。因此我們需要抓緊建立自己的深空測控系統,否則即便探測器發出去我們也沒法掌握它的情況。

朱進

自己的事兒還是靠自己做

北京天文館館長

第4篇：航空航天測控技術范文

關鍵詞：CAN總線；CAN控制器；SJA1000

中圖分類號：TP271文獻標識碼：A文章編號：1009-3044(2012)10-2384-02

現場總線（Field Bus）[5]是當前工業控制系統發展的新方向。CAN（Controller Area Network）總線是重要的現場總線之一，從1986年2月CAN誕生起，其高可靠性能以及靈活的設計倍受人們的重視，應用越來越廣泛。多年來，CAN總線技術一直應用于汽車工業，經過不斷的研究與發展，目前在國內的電力、石化、航天、空調等不同行業均已有應用。CAN總線控制器支持8位、16位單片機，支持許多嵌入式系統，目前許多片上系統（SOC）都已經集成有CAN通信控制器，使用非常靈活方便。

即便如此CAN在全球市場上仍然處于起始點。在以往國內的測控領域，大多選擇RS485作為通信總線，但它的特點是一主多從，無冗余，數據通信為命令響應，傳輸率低，錯誤處理能力弱等，而CAN總線技術則可以很好的解決上述問題[7]。CAN總線波特率與傳輸距離對照表如表1所示。

表1 CAN總線波特率與傳輸距離對照表

1電磁鐵控制通信原理圖

圖1為一控制電磁鐵吸合狀態的電路原理圖，CPU為89S52單片機、控制器為SJA1000、收發器選用TJA1050、6N167為光耦隔離器、單片機的工作晶振頻率為11.0592MHZ。采用CAN總線進行通信控制，上位機經過USBCAN接口發送數據報文，單片機利用SJA1000控制器來接受報文數據，再由P1.5口來控制電磁鐵的工作狀態。程序通過串口下載給單片機，電磁鐵的兩根線通過一個CON2插件與NPN型晶體管的集電極連接。控制命令通過光耦隔離器6N137后與晶體管的基極相連。

2 CAN通信控制器SJA1000

CAN的通信協議主要由CAN控制器完成。SJA1000[1]是一種獨立CAN控制器,它是PHILIPS公司的PCA82C200控制器的替代產品。與PCA82C200相比，除在引腳及電氣特性上與之完全兼容外，SJA1000還增加有PeliCAN工作方式，擴展了驗收濾波器和錯誤檢測處理等[2]。采用CAN總線進行數據交換，其本質則是對CAN控制器操作，通過對控制器內寄存器的讀寫來進行數據收發工作。

數據是以報文進行存儲和發送，總線節點可以通過設置驗收代碼和驗收屏蔽碼來對報文進行靈活的接收或者放棄。驗收代碼代表了每個節點的代碼，是每個節點的唯一代號。驗收屏蔽碼代表了對各個節點的接收選擇，通過對屏蔽碼的設置來對節點的報文信息進行選擇或者放棄。

3CAN收發器

CAN收發器采用TJA1050，原理圖如圖2所示。TJA1050是NXP公司的的后繼產品，能夠為控制器提供不同的接收性能，完全 符合ISO-11898標準，至少可以連接110個節點。在電路設計中，為防止干擾通常配合光耦隔離器使用[3]。

圖1通信控制電路原理圖

圖2TJA1050原理圖

4調試接口

該文的硬件電路構成了CAN網絡的一個節點，可以與網絡中的其它節點進行數據交換，我們把微機作為上位機，采用USBCAN轉換器來進行通信控制。USBCAN轉換器可以理解為微機的接口，它通過USB口與普通電腦相連，把電腦出來的數據信息轉換為報文形式傳輸到CAN總線上。另外，USBCAN轉換器也是一個很好的調試工具，可以在線進行數據報文的讀寫，觀測工作。可以在操作界面上進行數據格式編寫，自由地設置驗收代碼，驗收濾波設置等[4]。下圖3為USBCAN的軟件操作界面，其中幀ID是指上位機的節點號。屏蔽碼、采樣頻率等參數可以在“參數設定”菜單欄進行設置。8個字節字節數據表示一次發送的報文信息。軟件界面的空白信息欄用來顯示工作時USBCAN接收或者發送的報文信息。

圖3 USBCAN軟件操作界面

5結束語

通過該文的設計電路我們可以看出，CAN總線通過CPU、控制器、收發器和一些簡單的分立電子元器件就可以構成一個完整的通信控制系統，實現高可靠，高穩定的通信控制。這使得這項技術經過20余年的高速發展，已從原先專業應用于汽車工業控制的總線技術拓展到了如今的各個領域，然而，CAN總線技術的底層協議，上層協議（CANOPEN等），網絡通信等等仍然處在不斷的發展中，CAN總線技術也正在不斷的完善[6]。但它表現出來的生命力和潛在價值是顯而易見的，這項技術必將在電子通信等領域發揮出巨大的作用。

參考文獻：

[1]鄔寬明.CAN總線原理和應用系統設計[M].北京:北京航空航天大學出版社,1996.

[2]鄒繼軍,饒運濤. CAN控制器SJA1000驗收濾波器原理與應用[J].

[3]史久根.CAN現場總線系統設計技術[M].北京:國防工業出版社,2004.

第5篇：航空航天測控技術范文

【關鍵詞】UC/OSII操作系統；單片機；溫度采集

Abstract：A temperature acquisition system based on uc/os-II operating system is reported in this paper.Hardware system includes microcontroller，thermistor temperature sensor and serial port communication MAX3232.The system has the advantages of small volume，low-power and simple circuits.

Keywords：UC/OSII operating system；single computer；temperature acquisition

1.系統介紹

本系統是基于UCOSII操作系統的溫度采集系統，微控制器采用的是意法半導體（ST）公司推出的基于ARM CortexM3內核的STM32F103增強型系列STM32F103VC。傳感器使用的是具有負溫度系數的熱敏電阻，其阻值隨溫度的升高而減小，通過AD采樣其電壓值，就可以算出對應的阻值，再查詢熱敏電阻的溫度――阻值系數表，就可以得出當前的溫度。該系統的顯示分為兩個部分，從機顯示和主機顯示，從機顯示采用的是一個2.8寸的TFT彩色液晶，調用液晶的顯示庫函數，只需要設定好函數的各項參數，也就是顯示的坐標和顯示內容，就可以在液晶屏上看到我們想看到的內容了。主機顯示即上位機顯示，用VC編寫顯示的界面。

2.功能模塊以及硬件電路介紹

2.1 微控制器

Stm32f103vc是一個基于cortex-M3的32位ARM7微控制器，并帶有64或128kB的嵌入式高速Flash存儲器，最高72MHz工作頻率，在存儲器的0等待周期訪問時可達1.25DMips/MHz。

由于內置了寬范圍的串行通信接口（3個USART、SPI和2個I2C）和20KB的片內SRAM，7通道DMA控制器，支持的外設有定時器、ADC、SPI、I2C和USART，使得Stm32f103vc也適合用在通信網關和協議轉換器中。3個16位定時器，每個定時器有多達4個用于輸入捕獲/輸出比較/PWM或脈沖計數的通道和增量編碼器輸入。1個16位帶死區控制和緊急剎車，用于電機控制的PWM高級控制定時器。

2.2 傳感器

方案一：采用Pt10鉑電阻作為檢測溫度的傳感器，其原理是將溫度的變化反應到電阻的電壓的變化上，經過A/D轉換器將其轉換成數字量，與其溫度的變化相同。其優點是測量的范圍廣，缺點是成本高，輔助電路復雜，難維護。

方案二：采用半導體溫度傳感器DS18B20，DS18B20為可編程數字式溫度傳感器，將采集到的溫度轉換成二進制數保存在傳感器中，SCM可以通過對DS18B20的寄存器的訪問讀出寄存器的值，DS18B20內部有上下限報警值設定寄存器，可以對傳感器進行上下限報警設定。其優點是操作簡單，硬件電路簡單，不易受到外界的干擾。

方案三：采用熱敏電阻，其阻值隨溫度的變化而變化，一般分為兩種基本類型，負溫度系數（NTC）和正溫度系數（PTC），NTC表現為阻值隨溫度的升高而減小，PTC表現為阻值隨溫度的升高而升高，這兩種熱敏電阻都各自具有優點和特點，以適應不同的應用場合，其應用電路簡單，成本低，在測量精度要求不是很好的場合，熱敏電阻是很好的選擇，基于以上考慮，在本系統中采用的是分溫度系數的熱敏電阻。

3.顯示模塊介紹

3.1 從機顯示模塊

從機顯示模塊采用的是一個2.8寸的TFT彩色液晶顯示器，該液晶具有操作簡單，顯示的信息量大而且設計靈活的特點，顯示只需要在轉換結束以后調用顯示的庫函數，設置好各項參數，需要的內容就會顯示在液晶屏上。

3.2 主機顯示

主機顯示采用的PC機，用VC編寫一個從串口接收數據的界面。在串口打開之前界面如圖3.1所示。

圖3.1 上位機顯示界面

4.硬件電路

4.1 電源電路

本系統采用的Stm32f103vc，其供電電源3.3V，其內核供電為1.8V，采用的是線性三端集成穩壓芯片U10 LT1117-3.3，具體電路圖如圖4.1所示。

圖4.1 系統的供電電路圖

圖4.2 串口接口電路圖

4.2 串口通信電路

在本系統中需要用到串口通信。控制發送數據到PC上顯示。在串口通信中使用到的芯片是MAX3232，MAX3232是一種低功耗擁有兩個接收器和兩個發射器的串口接口芯片。它兼容了RS-232的特性。供電范圍是3V-5.5V.在MAX3232內部，有兩個充電泵。該芯片的電路非常簡單，外部只需要接上4個0.1uF的充電電容就可以使用了。通信速率在120kbps能夠保證數據不出錯。并且能夠保持RS232的輸出電平。MAX3232具有低至1uA的關閉模式，在便攜式設備中，降低了電源的消耗，延長了電池的壽命。在低能耗的關閉模式中，接收器任然處于激活模式，允許調制解調器接收數據，其應用電路如圖4.2所示。

4.3 傳感器應用電路

在本系統中，傳感器使用的是具有負溫度系數的熱敏電阻（NTC），其測溫原理是：熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而降低，熱敏電阻兩端的電壓也相應的降低，通過STM32內部的AD采樣就可以得到熱敏電阻兩端的電壓，其應用電路如圖4.3所示。

圖4.3 熱敏電阻應用電路圖

圖5.1 從機軟件流程圖

圖5.2 主機軟件流程圖

假如在某一時刻采樣得到的電壓值為A伏，此時熱敏電阻的阻值為B歐，計算出此時點電阻值，再查詢熱敏電阻的阻值與溫度關系的對應表，就可以得出此時的溫度。

圖5.3 主機接收數據界面

5.軟件流程圖以及應用軟件

5.1 下位機軟件流程圖

該模塊主要是實現NTC溫度傳感器測溫功能，首先讀取AD轉換的值，然后根據此值計算所對應的溫度值。輸出參數為十進制的溫度值。程序流程圖如圖5.1所示。

5.2 上位機軟件流程圖

圖5.4 設計實物圖

該模塊主要是完成接收下位機傳送上來的數據，并將數據以正確的形式顯示在控制界面當中。該模塊包括界面的設計以及具體的響應函數的設計。

上位機的串口通信用的不是VC自帶的MSCOMM控件，這里使用一個動態庫，分別是Pcomm.h，Pcomm.lib，Pcomm.dll。輸入參數為串口的接收數據，輸出參數為編輯框的顯示數據。程序的流程圖如圖5.2所示。打開串口后主機接收數據時的界面如圖5.3所示。設計的實物圖如圖5.4所示。

參考文獻

[1]周立功.ARM嵌入式系統基礎教程（二）[M].北京：北京航空航天大學出版社，2005.

[2]周立功.ARM嵌入式系統基礎教程（三）[M].北京：北京航空航天大學出版社，2005.

[3]周立功等.EasyArm2131教材[M].

[4]譚浩強著.C程序設計（第三版）[M].清華大學出版社，2007.

[5]周旭.現代傳感器技術[M].北京：國防工業出版社，2007.

[6]田澤.嵌入式系統開發與應用教程[M].北京：北京航空航天大學出版社，2005.

作者簡介：

黨長青（1987―），男，山東沂水人，貴州大學電氣工程學院檢測技術與自動化裝置專業碩士研究生，主要研究方向：計算機測控技術。

第6篇：航空航天測控技術范文

關鍵詞：單片機；PID調節；溫度傳感器；數碼管顯示；越限報警

【中圖分類號】 TP302 【文獻標識碼】 B【文章編號】 1671-1297（2012）09-0224-01

整個溫控系統是在程序的控制下工作的，控制系統工作由實時檢測（采樣）、實時決策（PID控制運算）和實時控制（對加熱絲通斷的控制）三部分組成。因此，應用程序包括數據采集、PID運算以及輸出控制三部分主干程序，這些工作有的安排在主程序中，有的安排在中斷服務程序中完成。由LED數碼管顯示溫度值，采用動態掃描的方式在主程序和定時采樣等待時都可以插入顯示子程序。

一 PID控制算法

在單片機應用系統中，可采用的控制算法很多，但是最常用的仍是數字PID（比例-積分-微分）算法。最優化理論可以證明，PID控制能滿足相當多的工業對象的控制要求。PID調節是根據實際測量值與設定值的偏差， 按比例-積分-微分的函數關系進行運算，其運算結果用以輸出控制。單片機數字控制器實現PID運算，是按照一定的算法編制相應的程序來完成的。

實現計算機的PID控制器的算法是先根據連續系統的設計方法，得到模擬調節PID的調節規律（這個調節規律可以是微分方程表示的，也可以是用傳遞函數的形式表示），然后把它離散化，變成適合于計算機的差分方程的形式。

以溫度檢測和控制為例，用微分方程表示的PID調節規律的、實現模擬PID調節的理想算式為：

式（1.1）

PID控制也稱為比例-積分-微分控制。其中的比例項用于糾正偏差；積分項用于消除系統的穩態誤差；微分項用于減小系統的超調量，增加系統的穩定性。PID控制器的性能就取決于Kp、Ti和Td這三個參數。設計和調試的任務就是決定這三個參數。

對式（1.1）兩邊進行拉氏變換可以得到PID調節器的傳遞函數為

式（1.2）

式（1.2）中U（s）和E（s）分別為u和e的拉氏變換。

式（1.1）中，e（t）=w（t）-y（t）是給定值與輸出之間的差，稱為誤差或偏差，它是PID控制器的輸入信號。u（t）為調節器的輸出信號，即傳給被控對象的操作量，因為計算機的控制是一種采樣控制，它只能根據采樣時刻的偏差值來計算控制量，因此，在計算機控制系統中，要想在計算機上實現PID調節規律，需要將連續系統的微分方程式化成離散形式，由描述離散系統的差分方程來代替。

增量型算法和位置型算法相比，具有以下優點：

（1）增量型算法不需要做累加，控制量增量的確定僅與最近幾次誤差采樣值有關，計算誤差或計算精度問題對控制量的計算影響較小。而位置型算法要用到過去的誤差累加值，容易產生大的累加誤差。

（2）增量型算法得出的是控制量的增量，輸出誤差小，必要時通過邏輯判斷限制或禁止本次輸出，不會嚴重影響系統的工作。

（3）采用增量型算法，易于實現手動到自動的無沖擊切換。但是，當被控對象需要的是控制變量的絕對值，而不是其增量時，可以采用增量式算法，控制量輸出采用位置式輸出形式。

二 軟件的總體設計

系統的操作過程和工作過程在程序的設計過程中起著很重要的指導作用，因此，在軟件設計之前應首先分析系統的工作流程。

系統的工作流程

系統在上電復位后先處于停止加熱狀態，這時可以用8421BCD撥碼盤設定預制溫度，顯示器顯示設定溫度；溫度設定好后就可以啟動系統正常工作了。溫度檢測系統即數字溫度傳感器DS18B20不斷定時檢測當前溫度，并送往顯示器顯示，達到設定值后停止加熱并且顯示當前值；當溫度下降到下限值（比設定溫度值低5℃）時再啟動加熱。這樣不斷地重復上述過程，使溫度保持在設定的溫度范圍之內。啟動后不能再修改預制溫度，必須按復位鍵回到停止加熱狀態再重新設定預制溫度值。

1.功能模塊

根據對上面工作流程的分析，系統軟件可以分為以下幾個功能模塊：

①溫度設定模塊：進行溫度設定。

②溫度檢測模塊：利用數字溫度傳感器DS18B20完成溫度的自動檢測。

③溫度顯示模塊：顯示設定溫度值和當前溫度值。

④溫度控制模塊：根據檢測到的溫度，利用PID控制加熱絲的工作與否。

⑤越限報警模塊：當前溫度值越限時報警。

2.主程序

主程序完成的功能是：控制整個系統工作，進行溫度值設定、溫度檢測、溫度顯示、越限報警等，啟動DS18B20測量溫度，將測量值與設定值進行比較，然后進行自動控制。主程序開始時，先進行初始化（RAM及口地址分配見表1.1），然后進行自檢，自檢時讓所有的二極管和數碼管都亮，以便檢查其是否正常。然后啟動DS18B20檢測溫度，調取讀溫度子程序，經單片機轉換后送顯示。再調比較子程序。當測量值大于設定值上限時，相應的報警標志位置“1”，并關閉加熱；當測量值小于設定值下限時，相應的報警標志位置“1”，并啟動加熱；當測量值在設定值的范圍內時，相應的報警標志位置“0”，并且保持。然后，檢測報警標志位，若有報警，就轉相應的執行程序；若無報警，就返回繼續讀數、顯示、控制等。

參考文獻

[1] 王福瑞.單片微機測控系統設計大全.北京航空航天大學出版社，2000年

[2] 胡漢才編著.單片機原理及其接口技術.清華大學出版社，1996年

[3] 孫傳友，孫曉斌等編著.測控系統原理與設計.北京航空航天大學出版社，2002年

第7篇：航空航天測控技術范文

關鍵詞：航空宇航；測試技術；教學改革；研究生

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1002-4107（2016）11-0001-04

測試技術課是工程類專業的主干專業基礎課，對于學生的動手實踐和試驗探索能力培養具有非常重要的意義。該課程是一門綜合性和實踐性很強的課程，在教學過程中必須有效兼顧知識傳授的廣度和深度、試驗探索的理論與實踐兩對矛盾[1]。通常在本科和研究生層次上都會開設相應的課程。

創新能力培養已成為研究生教育改革的基本問題，應將其貫穿于包括課程教學在內的研究生培養的各個環節[2]。研究生創新能力的培養不僅影響高等學校知識創新的水平， 也關系國家未來的整體創新能力[3]。近年來，隨著航空宇航事業的迅猛發展和公眾對航空宇航的認知提升，研究生學歷已經成為從事航空宇航技術工作的基本條件，越來越多的學生跨專業進入航空宇航類專業的研究生行列。培養具有創新能力的航空宇航專業研究生對于提升我國航空宇航領域的技術實力和國際競爭力具有非常重要的意義。鑒于測試技術本身具有很強的實踐性，因此有必要探索能激發研究生積極思維和主動參與、具有航空宇航特色的測試技術課程教學模式，使測試技術課程教學成為培養研究生創新和實踐能力的重要環節。

關于本科階段測試技術課的教學改革和實踐，國內諸多學者進行了卓有成效的探索。針對機械工程與自動化及相關專業“測試技術”精品課程建設的需要，劉進志等從教學資源建設、師資隊伍建設、教學內容革新、實踐教學模式改革等方面進行了探索。王豐在“機械工程測試技術”課程體系優化、優質資源開發、教學技術改進、實驗內容建設、工程素養和創新能力培養等方面進行了一系列改革與實踐[4]。以培養學生綜合應用能力為目標，李孟源等提出了強化測試技術實踐教學的新思路，并在河南科技大學的教學過程中進行了實踐[5]。賀德全對通信、電子信息、測控工程專業測試技術課“現代測試技術及應用”的教學改革進行了有益的探索，提出了課程改革的新思路[6]。王鵬等對應用電子技術、信息工程、測控技術與儀器等專業的測試技術課“自動測試系統”課程建設進行了探索，在教學隊伍、教學內容、教學方法與教學手段、教材建設、教學管理和實踐教學等方面開展了教學改革實踐[7]。

不同于本科測試技術課程，研究生測試技術課更強調以創新和實踐能力培養為核心的知識體系廣度和試驗探索實踐。課程教學應充分借鑒國外頂尖高校的先進經驗，強化前沿性、研討性和實踐性等教學環節，激發學生主動參與和積極思維的創新意識，為學生創新實踐能力的培養提供充足的教學空間[8]。然而遺憾的是，如何對研究生測試技術課進行改革以適應創新實踐能力的培養需求在國內還是空白，更遑論航空宇航這樣具有鮮明專業特色的研究生測試技術課程的教學改革。

有鑒于此，本文以北京理工大學 “航空宇航測試與試驗技術”課程為樣本對航空宇航類專業研究生測試技術課程的教學改革進行了探索。在分析該課程的培養需求和教學目標基礎上，本文提出了課程教學改革思路和詳細的教學環節設置，總結了依托課程網站、科研課題和實驗室設備進行課程教學改革的經驗和實踐效果，以期對國內高校航空宇航類專業及類似專業的研究生測試技術課教學改革有所啟發。

一、培養需求分析

“航空宇航測試與試驗技術”是北京理工大學宇航學院為航空宇航科學與技術專業開設的一門主干技術基礎課，是學術型碩士研究生、全日制碩士專業學位研究生以及本科起點博士的專業必修課。課程課內計劃學時為54學時，考核方式為平時考核與期末考試相結合的方式。其中，平時考核占70%，期末考試占30%。在測試技術、航天技術概論等課程學習的基礎上，本課程旨在構建合理的課程知識體系，著力培養研究生在航空宇航領域的創新和實踐能力，為培養肩負航空航天事業發展重任、理論與工程并重的高層次研究人才奠定必要的基礎。

表1給出了近3年來課程的選課情況。需要說明的是：除表中明確列出的四個方向外，學術碩士生和本科起點博士生的研究方向還包括航空宇航制造及其自動化和振動與噪聲控制兩個方向，專業碩士生的研究方向還包括發射理論與技術、材料與結構力學和空氣動力學三個方向。因人數較少，為簡化需求分析，表中將這些方向統一歸入其他項。從表1可以看出，本課程的選課研究生逐年階梯式上升，課程的重要性和效果得到了研究生的廣泛認可；選課研究生涵蓋了北京理工大學航空宇航科學與技術專業的主要研究方向和三個不同層次的研究生。因此課程內容需要精心設計，以滿足不同方向和不同層次研究生的學習需求。

與其他類型專業不同，航空宇航科學與技術是針對工程應用背景設置的專業。各研究方向的基礎知識和應用領域涵蓋很大的技術范疇，跨越機械、電子和信息等多個不同的領域，相應的測試需求也存在很大的差異。表2給出了主要研究方向的專業背景和測試需求。事實上，就本科層次而言，機械、電子信息、測控與儀器等不同專業類型的測試技術課程教學的側重點和教學內容也存在很大的差別。本課程的教學目標需要充分考慮相關方向研究生在專業基礎、應用背景和測試需求等方面的差異。

表2 主要研究方向專業背景及測試需求

鑒于航空宇航科學與技術專業具有專業涉及面寬、創新性強和測試需求明確等特點，本課程的教學目標定位在：（1）深化有關測試的基礎知識和理論，介紹相關研究方向測試技術發展前沿，兼顧深度與廣度、經典與現代兩對矛盾，構建合理的課程知識體系，激發研究生的主動參與熱情；（2）以測試系統設計和調試為手段，強化以知識應用為特征的實踐能力培養；（3）以文獻閱讀和

探索研究為手段，通過體會和體驗方式培養創新能力。

二、教學改革思路與措施

根據以上教學目標，本課程在北京理工大學精品課程建設項目的支持下，對“航空宇航測試與試驗技術”課程的教學進行了改革，期望通過優化課程教學過程，適當壓縮理論教學課堂授課內容，借助科研和實驗室優勢強化前沿性、研討性和實踐性教學環節，提升課程教學效果。

本課程的教學主要由理論教學、專題討論、測試系統設計和自選試驗四個環節組成。

根據教學計劃，理論教學應著力于深化測試與試驗的基礎知識和理論以及介紹本專業測試的工程需求，主要包括測試基礎理論及其應用和航空航天試驗技術兩個部分。具體內容為測試基礎理論、數據采集與虛擬儀器技術、測試系統設計及評估、航空航天試驗概述、航天測控系統、空間環境試驗技術、飛行試驗技術。其中，前三者主要著眼于深化測試與試驗的基礎知識和理論，后四者主要是幫助研究生了解其所在研究方向的測試需求。理論教學在實施過程中主要存在兩個方面的問題。一方面，選修本課程的研究生的基礎有較大的差異。在選修本課程的研究生中，部分是本校本專業的本科畢業生，選修過類似課程，對專業應用背景和測試需求已有一定的了解，但也有相當部分的研究生是跨專業的，對測試基礎知識和理論了解較少，對專業應用背景和測試需求了解不多。另一方面，理論教學學時有限和不同方向的研究生興趣差異也是需要考慮的問題。基于以上考慮，理論教學采用課堂講授和課后自學相結合的方式進行。對理論性較強的、各研究方向有共同興趣的內容采用課堂講授；對其他內容，依托精品課程項目支持建設的課程網站開展教學，以自學為主，通過網上測驗和答疑等方式幫助研究生檢驗和鞏固學習效果。

專題討論是兼具研討性和前沿性特點的綜合性重點教學環節，對構建研究生課程知識體系廣度、提高創新意識以及體會創新過程具有重要的作用。根據研究生人數的不同，本環節占本課程的教學總學時的1/3―1/2。專題討論要求研究生結合專業方向、課題組科研項目、參研課題或者個人感興趣領域的測試需求進行調研，以近5年內發表的重要文獻為主，完成專題報告，并在課堂上進行時長為20分鐘的講述以及現場質詢。現場質詢時，先由其他研究生根據自己的理解提出問題，教師補充提問和做最后的評價總結。原則上，專題報告必須有與測試相關的思考和分析，并應提交最終的電子文檔。教師根據研究生的報告以及現場回答情況給出相應的評定成績。研究生在他人報告的現場質詢環節所提出的問題的質量將作為其成績評定的重要組成部分。為便于研究生完成選題、搜集材料以及準備專題報告，教師會在課堂上結合自身的科研積累進行相應的專題報告，并給出選題方向和專題范例供研究生參考。

測試系統設計是針對實踐能力培養的教學環節，目的在于強化測試系統設計能力，是在本科課程基礎上對研究生知識應用能力的進一步深化。該環節分為兩個階段。一是教師在課堂上對若干個典型設計范例由淺入深地講解，采用互動教學方式加深研究生對設計難點的理解。課堂教學時共選用3個設計范例。其中，第1個范例較簡單，教師通過仔細講解使研究生對設計流程有所了解；后面進行更接近工程實際的兩個范例教學時，教師先給出設計題目，研究生若干人為一組討論后推薦1人作為代表在黑板上寫出設計結果，教師在課堂上組織學生對各組的設計結果進行充分討論后給出參考答案和總結，以突出設計難點和其解決思路。二是在上述基礎上，研究生自主選擇設計題目，教師通過對研究生提交的設計作業存在的典型問題進行點評，有針對性地糾正存在的共性問題。

不同于本科測試技術課程的實驗環節，自選試驗環節屬于研究性的試驗項目，是兼具前沿性和實踐性特點的綜合性環節，也是研究生體驗創新的重要途徑。整個試驗過程，研究生自主選題，自由組合，自行組織管理。試驗沒有確定的答案和結果，要求研究生若干人（一般4―6人）1組圍繞課題組科研項目、參研課題、實驗室特定設備和自己感興趣的主題開展試驗。自選試驗中發現問題、分析問題和解決問題的過程即是研究生體驗創新的過程。根據需要，學校可以適當資助研究生自行購置試驗器材，搭建測試系統開展試驗。教師通過選題討論、疑難解答和報告評定等方式管理和控制試驗進程和教學質量。

各教學環節與教學目標的關聯如圖1所示。由圖1可以看出，改革后各教學環節更有利于強調知識廣度和現代前沿的課程知識體系構建，并且設置的測試系統設計、專題討論和自選試驗三個環節大幅增加了前沿性、研討性和實踐性教學內容，有效加強了研究生創新能力和實踐能力的培養，形成了鮮明的航空宇航教學特色。這具體體現在以下幾個方面。

（1）通用與特色有機結合的教學內容、基礎與前沿并重的教學思路是構建課程知識體系的保障。一方面，本課程的教學內容在強調通用測試技術的基礎上更注重航空宇航特色，大多與專業應用背景有關，能夠有效激發研究生的專業學習興趣，并為研究生從事相關試驗工作奠定基礎。另一方面，理論教學安排注重夯實研究生的理論基礎，專題討論可使研究生了解先進測試技術的發展情況及其在航天領域的應用前景。

（2）高度參與互動的教學模式是創新能力培養的前提。創新意識是創新能力的基礎，獨特的互動教學模式有效激發了研究生的主動參與和積極思維的創新意識。本課程超過1/3的學時是圍繞專題討論展開的，課程要求研究生必須主動參與討論，同時，教師要將提問情況作為考評標準之一。此外，試驗環節也要求研究生相互協作，共同完成預定的試驗項目。

（3）理論與應用緊密結合的教學方式是實踐能力培養的基礎。測試技術課程是一門以知識應用為導向的實踐型課程。本課程設置的專題討論、測試系統設計以及自選試驗三個環節占整個課程學時的2/3以上，為研究生應用測試理論和基礎知識的學習提供了充分發揮想象力和創造力的展示平臺。

三、教學改革的成效

改革后的課程學時分配及考核情況如表3所示。借助于圖2所示的具有良好互動性的課程網站，課程的理論教學學時被壓縮到10學時。除了《測試基礎理論》、《測試系統設計與評估》以及《航空航天試驗概述》三章在課堂上講授以外，其余的理論教學內容均被安排為自學。這種安排方式充分保證了其他三個教學環節（特別是專題討論環節）的學時，為優化課程教學奠定了基礎。

表4給出了近三年專題討論選題的統計分析結果。需要說明的是：表中的“結合研究方向”是指研究生所選的題目能夠結合本學科各研究方向的應用需求。“結合前沿”是指研究生所選的題目能夠結合測試技術的發展前沿。“結合科研”是指研究生選題為所在課題組此前開展的科研工作。研究生可通過查閱前人公開發表的論文和已畢業研究生的學位論文了解，也可通過與導師或者高年級研究生的交流理解項目深層次的技術問題。“結合課題”是指研究生所選題目與該研究生作為主要參與人參加的研究課題有關。由表中數據可以看出：絕大多數專題都能夠結合研究方向，有助于研究生對專業前沿和工程需求的理解與把握。這主要得益于專題準備階段指導教師對選題的嚴格把關和有意引導研究生盡量選擇與研究方向相關的題目。專題中也有相當比例的題目結合科研或者課題。尤其是結合課題的專題，由于研究生親自參與了課題，有深刻的實際體驗，報告效果極佳，也易于激發課堂討論。需要說明的是：結合課題的選題數量基本保持不變，這主要是后續選課的飛行器總體設計和航天器系統與自主技術方向研究生相對接觸試驗性質科研項目較少以及部分研究生課題暫時沒有確定的緣故。

表5給出了2014年度自選試驗分析結果。由統計結果可以看出：絕大多數試驗選題都是結合科研、課題和實驗室設備進行的，并且有相當部分試驗使用了專業實驗室的重大實驗設備。自選試驗的調試過程對研究生發現、分析和解決問題的能力提出了挑戰。通過參與自選試驗，研究生了解了先進設備的用途和前沿課題的試驗需求。由于所參與的課題是前沿的，部分試驗獲得的結果本身就具有創新性。這表明，通過依托專業實驗室的科研儀器設備，自選試驗取得了良好的教學效果。

依托互動良好的課程網站、反映學科前沿的科研課題以及強大的實驗室科研設備，“航空宇航測試與試驗技術”課程教學改革壓縮了理論教學的學時，并通過專題討論、測試系統設計和自選試驗等三個教學環節，為研究生構建了合理的課程知識體系，加強了研究生創新能力和實踐能力的培養力度，取得了良好的教學效果。本課程的教學改革探索開辟了新的航空宇航類專業研究生測試技術課教學模式，也可為類似專業教學改革探索提供有益的借鑒和參考。

參考文獻：

[1]劉進志，馬懷祥，智小慧.“測試技術”精品課程建設研究 與實踐[J].中國電力教育，2012，（32）.

[2]李孝紅，崔文國，翁杰等.工科研究生創新能力培養現狀 與改革[J].西南交通大學學報：社會科學版，2010，（4）.

[3]陳花玲，仇國芳，王俐等.改革研究生課程體系 培養研 究生創新能力[J].學位與研究生教育，2005，（6）.

[4]王豐.“機械工程測試技術”精品課程建設與實踐[J]. 河北理工大學學報：社會科學版，2010，（5）.

[5]李孟源，尚振東，郭愛芳等.強化測試技術實踐教學，培 養學生綜合應用能力[J].中國現代教育裝備，2007，（11）.

[6]賀德全.現代測試技術及應用課程教學改革探索[J].高 等教育研究，2011，（3）.

第8篇：航空航天測控技術范文

關鍵詞： 集成電路老化測試 LabVIEW 單片機 溫度測控

一、引言

航空航天、軍工、電子、通訊行業等領域對集成電路的工作穩定性要求相當高，生產企業在將集成電路、分列器件投放生產時，必須進行高、低溫老化、測試、篩選及可靠性試驗，以確保集成電路的可靠性。集成電路生產廠家常常要根據不同要求環境的集成電路進行不同測試。主要針對集成的高低溫老化測試而進行設計。所謂老化測試，就是保證被測試的芯片的可靠性，即在一定的時間內進行持續性周期性的測試，使有問題的芯片在這段時間內就失效。

基于以上的因素考慮，既要準確采集集成器件老化程度的溫度數據，又要實現數據的保存并且有效地降低測試成本。可借助單片機作為下位機實現現場溫度采集，利用LabVIEW作為測控系統，實現對溫度的檢測與控制，這樣的上下位配合，實用性高，靈活度高，成本低且穩定可靠。

二、總體設計方案

為了實現溫度檢測系統提出的各項具體功能，將整個系統分解為上位機和下位機兩個部分：上位機為裝有LabVIEW2014軟件的PC機，利用LabVIEW開發環境設計上位機的監控界面，上位機部分完成對硬件的驅動、數據顯示、處理與存儲及人機交互操作界面的生成。通過USB轉RS232串行口與STC89C52單片機通信，讀取溫度傳感器DS18B20的溫度測量數據，從而實現對溫度參數的實時采集。

三、硬件接口電路設計

1.LabView平臺與單片機串口通信硬件接口電路設計

在本設計中，作為下位機的單片機負責數據的采集和通信，而上位機以PC機為操作平臺，接收數據和保存數據，二者之間的核心在于數據通信。單片機與PC機通信是通過單片機的串口和PC機的串口之間的硬件連接實現的。

由于單片機的TTL邏輯電平與RS-232的電氣特性完全不同，RS-232C對電器特性、邏輯電平和各種信號功能都做了規定，在TXD和RXD數據線上：邏輯1為-3V～-15V的電壓，邏輯0為3V～15V的電壓。由此可見，RS-232C是用正負電壓表示邏輯狀態，與晶體管-晶體管邏輯集成電路（TTL）以高低電平表示邏輯狀態的規定正好相反。因此，在將PC機和單片機通信之前必須進行電平轉換，本設計采用MAX232電平轉換芯片實現單片機與串行口的電平轉換。

上位機操作以PC機上的LabView虛擬儀器系統作為操作平臺，實現對單片機的數據通信。因為現在大部分電腦都有USB接口，因此我們采用USB總線作為系統的通信方式。為了實現USB與單片機的串口連接，采用Prolific公司生產的PL2303接口轉換器，實現USB信號與RS232信號的轉換。

2.下位機硬件電路設計

下位機數據主要由單片機與DS18B20數字溫度傳感器測得，由單片機組成的小系統對溫度信號進行采集，然后通過USB轉RS-232串口將數據傳送給計算機，在計算機上運行的LabVIEW程序對輸入的數據進行分析處理，將結果由計算機顯示出來，并且保存測量數據。

四、系統軟件設計

1.串口異步通信的數據格式

在串行通信中，常用的兩種基本串行通信方式包括同步通信和異步通信。本設計中，主要采用的異步通信方式，在進行程序設計時為了實現正常的通信，必須對端口號進行選擇，設置合適的波特率、校驗位、數據位及停止位等參數。兩臺通信機的參數必須一致才能實現通信，否則無法實現數據傳輸。

2.上位機LabVIEW程序設計

上位機LabVIEW對單片機的串口通信主要是通過VISA實現的，本機安裝的是VISA5.3，VISA實質上是一個I/O接口軟件庫及其規范的總稱。

I/O接口軟件存在于儀器和儀器驅動程序之間，完成對儀器內部寄存器進行直接存儲數據操作，并且為儀器與儀器驅動程序提供信息傳遞的底層軟件。應用LabVIEW里的visa庫對串口通信進行設置。本設計串口的設置參數為（波特率9600bps 8 位數據，1位停止，1位起始，無校驗），下位機的串口設置與上位機一致。需要注意的是系統從串口讀來的數據被自動轉換為ASCII字符，要得到數據并顯示，還要編寫相應的子程序vi。

3.下位機程序設計

程序是整個系統的靈魂，硬件電路只有通過程序的驅動才能正常工作，因此程序對于系統來說非常重要。程序中出現一個小的錯誤可能使系統無法正常工作。系統軟件設計的主要任務是：串口初始化，接收上位機發過來的下位機啟動指令，控制單片機從溫度傳感器采集溫度數據，通過讀取溫度值程序將采集到的溫度值送入上位機系統中。系統初始化階段，令單片機的定時器T1工作于方式2，用于產生串行通信所需的波特率，然后單片機開始等待PC上位機的指令，當單片機得到啟動指令時，單片機開始采集溫度數據。單片機將采集到的溫度數據儲存在緩沖區中，然后單片機將采集到的數據分為四個字節，送入上位機進行分析。

五、系統調試

LabVIEW程序的調試與其他計算機語言的編寫調試類似，都需要找出語法錯誤，但LabVIEW的圖形化編程方式就相對簡單得多，大大提高編程的效率。如果一個VI程序存在語法錯誤，則在面板工具條上的運行按鈕將會變成一個折斷的箭頭，表示程序不能被執行，這時這個按鈕被稱作錯誤列表，點擊它，則LabVIEW彈出錯誤清單窗口，點擊其中任何一個列出的錯誤，選用FIND功能，則出錯的對象或端口會變成高亮。

在LabVIEW的工具條上有一個畫著燈泡的按鈕，這個按鈕叫做“高亮執行”按鈕。點擊這個按鈕或使該按鈕圖標變成高亮形式，再點擊運行按鈕，VI程序就以較慢的速度運行，沒有被執行的部分以灰色顯示，執行后的部分以高亮顯示，并顯示數據流線上的數據值，這樣，就可以根據數據的流動狀態跟蹤程序的執行。

六、結語

本設計是一個基于LabVIEW的溫度檢測系統，主要實現單片機與PC機的串口通信，能及時地將溫度數據傳給PC機，并將在上位機界面顯示溫度曲線，直觀地表現溫度變化。本設計的三個設計要點有：

1.串口通信的參數設置，以MAX232電平轉換芯片實現單片機與串行口的電平轉換，采用Prolific公司生產的PL2303接口轉換器，實現USB信號與RS232信號的轉換，與實現單片機與LabView的串口通信。

2.采用LabView軟件的圖形化界面設計出測量儀器，以實現上位機的數據傳輸和處理。

3.硬件方面采用單片機和DS18B20數字溫度傳感器進行現場溫度的處理與傳輸。

參考文獻：

[1]汪敏生，等著.LabVIEW基礎教程.北京：電子工業出版社，2002：12-13.

第9篇：航空航天測控技術范文

作為江西省屬航空高等院校，南昌航空大學考慮到學校長遠發展需要和服務地方經濟、服務航空工業的原則，申報了材料化學專業［2］。如何使我校材料化學專業的本科畢業生受到社會歡迎，專業定位顯得非常重要。我校材料化學專業建設和學科發展，具有多方面的有利條件［3］。所依托的環境工程學科是江西省重點學科，所依托的科研平臺有江西環境污染監測控制與生態修復省級重點實驗室。我校建設材料化學專業有利于服務地方優勢產業和礦藏資源開發。我省是國家重要航空產業研發和生產基地，如擁有洪都航空工業集團、昌河飛機工業集團兩個大型航空工業骨干企業和一個中外合資民營航空企業———九江紅鷹飛機制造有限公司;還擁有650飛機設計所、602直升機設計所及南昌航空大學等科研院所和試驗基地。去年上半年，江西省航空工業完成工業總產值37億元，工業增加值6億元，銷售收入27．3億元。同時，江西稀土資源儲量十分豐富，中重型離子稀土保有儲量230萬噸，遠景儲量940萬噸，占我國離子型稀土資源儲量的35%至40%，儲量居全國第一。但我省稀土產品結構不合理，以稀土化合物、稀土金屬為主，稀土新材料及應用產品則相對較少。在稀土資源應用方面，擁有自主知識產權的技術和產品相對很少。因此，要把我省在單一稀土和功能材料方面生產大省轉變為稀土產業強省，必須加強江西省屬高校材料化學專業人才培養。

另外，我省光伏產業有了較大發展。如江西賽維LDK項目通過引進資金和技術，已形成了年產200兆瓦的多晶硅錠片生產能力，使我省在多晶硅鑄錠和切片這一產業鏈中走在全國前列。撫州格美多晶硅錠片項目也正在實施和洽談，高純硅料項目已經吸引了金沙江風投、中芯國際等大公司的進入。作為硅材料主要原料，我省粉石英資源非常豐富，已探明保有儲量近2000萬噸，居全國首位。總之，我校材料化學專業定位于環境材料方向、稀土材料方向、光伏材料方向。注重通才教學，并將航空環保理念滲透到教學全過程，增強學生的航空環保意識。畢業生既能服務地方經濟建設［4］，又能服務航空國防工業。

我校材料化學本科專業培養方案體現理論教學與實踐訓練相結合的人才培養模式，實行“2+1+1”培養方案，即約2年的基礎理論與基本技能培養，1年的專業理論與專業技能培養，1年的創新實踐能力培養。通過理論教學，使學生掌握材料化學的基本理論、基本知識和創新思維方法;通過實踐教學，使學生受到實驗操作技能、創新實踐能力等方面的訓練［5］。在人才培養過程中，既考慮到材料科學學科本身的體系，又兼顧到我省地方經濟和航空工業對材料化學專業人才的需要。目前材料化學專業構建了以公共必修課、學科基礎必修課、專業選修課、全校綜合教育任選課有機結合的課程體系結構，使學生具備獲取知識的能力和專業創新能力。

學科基礎必修課材料化學是從化學的角度研究材料的制備、組成、結構、性質及其應用的一門科學，作為材料化學專業的學生，必須具有厚實的化學理論基礎，因此學科基礎必修課除高等數學、大學物理和電工電子技術以外，重點打牢化學理論基礎。開設了四大基礎化學理論和相應的實驗課程，但側重點與化學專業不同，其中無機化學和分析化學合并為無機及化學分析。在材料方面的基礎課程中，設置了材料科學導論、儀器分析、化工制圖、化工原理、基礎化學實驗這幾門基本課程，注重與航空大材料的聯系。