2.3 本章小结 12

3 硬件电路设计 12

3.1 加速度传感器选型 12

3.2 加速度信号调理电路 13

3.3 三通道AD转换 15

3.4 FPGA控制器 16

3.4 存储器电路 17

3.5 电源 18

3.6 RS232通信接口 21

3.7  PCB板的绘制与制作 22

3.8 本章小结 23

4 FPGA及上位机软件设计 24

4.1 概述 24

4.2上位机通讯软件 33

4.3 本章小结 35

5 系统调试 35

5.1 调试过程 35

5.2 实验中遇到的问题及解决方法 38

5.3 本章小结 39

结  论 39

致  谢 40

参考文献 41

 1 绪 论

1.1 课题研究背景及意义

    在爆炸场中，爆炸后产生的地震波对地面和建筑物造成冲击和振动，地震波由横波和纵波组成，使目标结构振动方向存在不确定性，而产生三维加速度。测量目标结构的三维加速度，对于地面和建筑物的抗震能力分析、爆炸威力的评价等具有重要意义。

    目前常用的加速度测量多采用硬线测试技术，即将三维加速度传感器固定于或地面建筑物，直接使用长信号线将三路加速度信号由测量地点引出，连接到信号调理仪器、数据采集系统进行测试。该方法在实际应用中，存在信号线易断、易抖动、难安装、难制作、试验准备时间较长等问题。因此，本文提出了针对地震波冲击震动地面和建筑物产生三维加速度的存储测试方法。

    测试时，将该存储测试装置固定于地面或建筑物，无需外接长电缆线。试验完成后，回收存储测试装置读取数据，解决了因电缆线过长所引起的问题，节省了仪器资源、空间、时间及操作流程。由此可见，对爆炸场中建筑物的三维加速度测量组建存储测试系统具有实际的工程参考价值及意义。

1.2 国内外研究现状

1.2.1  加速度测量

1.2.2  加速度传感器

1.2.3  存储测试技术

1.3 本论文主要研究内容

    发生爆炸之后，爆炸场的地面和建筑物受到地震波的冲击，地震波方向的不确定性造成目标结构振动方向的不确定性，产生三维加速度。传统测量加速度的硬线测试技术存在信号线易断、易抖、难安装等问题，由此提出基于FPGA的存储测试方法，来测量振动产生的三维加速度。该课题中需要解决以下问题：

    （1）针对测量环境的要求，对加速度传感器合理选型。  

    （2）对传感器信号的后续调理电路的设计。

    （3）基于FPGA的AD转换电路、存储电路的设计。

    （4）存储测试装置与上位机的通讯。

本文对各章节的具体安排如下：

    第二章在分析爆炸场对目标结构的冲击作用之后，确定存储测试装置的系统性能指标，设计以FPGA为核心的三维加速度存储测试装置的总体方案，分别从装置机械结构设计、硬件电路设计、软件流程设计三个方面阐述系统总体设计方案。源:自'751.·论,文;网·www.751com.cn/ FPGA三维加速度存储测试装置研制(2):http://www.751com.cn/zidonghua/lunwen_66838.html