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基于CPLD的船舶操纵控制台的设计与应用
| 论文题名： | 基于CPLD的船舶操纵控制台的设计与应用 |
| 关键词： | 船舶操纵控制台;模拟器设计;主控板;CPLD模块;数据采集 |
| 摘要： | 船舶操纵模拟器是虚拟现实应用研究中重要方面之一，也是典型的人机仿真回路系统。它可以模拟真实的航运环境，对作业人员展开系统培训。如今，船舶操纵模拟器已在国际各大航海院校教学中得到广泛运用。船舶操纵控制台是船舶操纵模拟器的重要组成之一，为操作人员提供物理真实感。而其中的主控板系统则是控制台的核心部分。它是驾驶台与主控计算机之间连接的桥梁，它的实时性、稳定性直接影响到系统的整体逼真度。 本文系统的论述了船舶操纵控制台主控板系统的设计与实现。主要对基于CPLD的数字电路应用系统设计方法进行深入研究，并提出与MCU混合应用的整套方案;同时将USB接口技术添加到主控板与上位机的通讯当中，用以弥补传统串口通讯速率慢、误码率高等缺点，并根据以上思想完成整个系统的设计。 整个船舶操纵控制台主控板系统主要完成对舵轮角度和车钟档位信号的采集、存储及传输。它的硬件电路可分为:CPLD控制模块、主控制(MCU)模块、A/D转换模块、信号调理模块、串口及USB通信模块等等。控制板的输入模拟信号由GAX60绝对值编码器提供，经由信号调理模块转换为系统需要的电压信号，再经过数字采集模块完成模数转换及实时采集，最后经由存储模块，主控模块，USB接口完成与上位机的通讯，通过土位机软件将数据和控制信号读取出来。软件部分分别基于Quartus(Ⅱ)平台及IAR软件开发，对硬件功能的实现进行描述。 最后，按照数字电路应用系统的设计思路，对各模块电路分别进行调试并成功，证明此套方案完整有效;之后综合分析调试过程中测得的数据，证明系统采集精度较高。总体上满足船舶操纵模拟器的需求。 |
| 作者： | 王中宇 |
| 专业： | 机械电子工程 |
| 导师： | 熊伟 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连海事大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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