基于CPLD的低功耗爆炸場溫度測試系統(tǒng)

摘要：為了測量爆炸場等惡劣環(huán)境下溫度的動態(tài)變化，分析炸藥或相關(guān)彈藥的爆炸參數(shù)，設(shè)計了基于CPLD的低功耗溫度存儲式測試系統(tǒng)；運用鎢錸熱電偶溫度傳感器匹配先進的電源管理模塊，并結(jié)合動態(tài)存儲測試技術(shù)，能夠應用于環(huán)境條件比較差的惡劣環(huán)境中，在可靠可信、微功耗的基礎(chǔ)上能得到較好的實驗數(shù)據(jù)。
關(guān)鍵詞：溫度；動態(tài)存儲；CPLD；鎢錸熱電偶；低功耗

隨著科技的發(fā)展和現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)的需要，溫度的測量和控制越來越受到人們的關(guān)注，對溫度的準確采集及合理調(diào)控，將會對溫度要求較高的工作環(huán)境起到至關(guān)重要的作用。尤其是在炸藥爆破等惡劣環(huán)境條件下對爆炸場溫度的分布規(guī)律的研究有助于為炸藥和相關(guān)彈藥的威力考核及分析提供依據(jù)。文中利用CPLD作為主控芯片，使用鎢錸熱電偶溫度傳感器并配以高效低功耗的測試電路對爆炸場溫度進行動態(tài)測試。

1 系統(tǒng)設(shè)計方案
1．1 動態(tài)存儲測試
所謂存儲測試技術(shù)，是指在對被測對象無影響或影響在允許范圍的條件下，在被測體內(nèi)置入微型存儲測試儀器，現(xiàn)場實時完成信息快速采集與存儲，事后回收記錄儀，由計算機處理和再現(xiàn)被測信息的一種動態(tài)測試技術(shù)。
1．2 測試系統(tǒng)總體設(shè)計
本次設(shè)計的溫度測試系統(tǒng)，主要是利用CPLD來實現(xiàn)。溫度傳感器將外界溫度信號轉(zhuǎn)換為微弱的電壓信號，通過模擬電路部分將輸入信號進行放大和濾波，再經(jīng)過A／D轉(zhuǎn)化電路把模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，然后經(jīng)過FIFO存入存儲器，計算機通過接口電路對數(shù)據(jù)進行讀取。溫度測試系統(tǒng)的原理框圖如圖1所示。其中，A／D轉(zhuǎn)換器、FIFO、存儲器和電源管理模塊都是由CPLD控制。

2 關(guān)鍵技術(shù)
2．1 主控芯片CPLD的選擇
在本次設(shè)計中使用Xilinx公司生產(chǎn)的XCR3128作為溫度測試系統(tǒng)的主控CPLD芯片。XCR3128有100個引腳，其中有76個I／O引腳，4個信號接口，4個全局時鐘，7個VCC，8個GND，1個PORT_EN；共包含128個宏單元，VCC為3．6 V，電流限制為200mA。XCR3128封裝小，功耗低，充分滿足了實際需要。
在本次設(shè)計中，控制部分主要由CPLD控制電路時序和工作模式的產(chǎn)生?？刂乒δ軋D如圖2所示，主要功能有：