航空航天测控技术精选(九篇)

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第1篇：航空航天测控技术范文

航空航天技术是信息、能源、制造等综合性尖端技术的集合，是一个国家综合科技实力的象征和衡量标志，在国家的军事国防中起着中流砥柱的作用。近几年“神舟”系列载人飞船的成功飞行，以及我国首架具有自主知识产权的喷气式支线飞机ARJ21总装下线等，引发了人们对航空航天技术领域的极大关注，而航空航天类专业更是吸引了不少同学和家长的眼球，被同样怀揣飞天梦想的考生所追捧。

学科优势助推人才起飞

航空航天类专业主要研究飞行器的结构、性能和运动规律，培养如何把飞行器设计制造出来并送上太空的工程技术专业人才。从狭义上讲，航空航天类专业包括飞行器设计与工程、飞行器动力工程、飞行器制造工程、飞行器环境与生命保障工程、探测制导与控制技术等主体学科专业。然而，无论是飞机还是航天飞行器，都是综合科学技术的结晶，涉及材料、电子通讯设备、仪器仪表、遥控遥测、导航、遥感等诸方面。因此从广义上讲，材料科学与工程、电子信息工程、自动化、计算机、交通运输、质量与可靠性工程等都是航空航天技术不可或缺的学科专业。随着航空航天事业的迅猛发展，近年来又催生出航天运输与控制、遥感科学与技术等新兴专业。

航空航天类专业对同学们的要求是“厚基础、强能力，高素质、重创新”。同学们要学习和掌握航空航天技术的基础理论和知识，接受航空航天飞行器工程方面的系统训练，通过各种实践性教学环节，可具备坚实的理论基础，良好的实践能力和分析、解决问题的能力，以及创新能力。毕业生在数学、物理、力学、计算机等方面的基础比较扎实，在逻辑、分析、空间想象力、推理等思维上优势明显，知识面宽，适应力强，发展潜力大。本科毕业生考取研究生的比例很高，申请国外大学奖学金的成功率也较高。

有同学认为航空航天类专业就业覆盖面窄，如果毕业后不能进入航空航天类企业，就很难找到专业对口的工作。其实不然，航空航天高科技辐射国民经济各个部门，航空航天类专业扎实的工程技术理论与实践基础平台，促成了其拓展性宽、应用性强、适用面广的专业特点。可供毕业生选择的对口职业有很多，如飞行器设计、制造人员，科研机构研究人员，国防部门研究管理人员，各级政府部门负责航空航天相关工作的研究管理人员，民航企事业单位的技术管理人员等。毕业生不仅可从事航空航天等领域的设计、制造、研发、管理等工作，还可在民航、船舶、能源、交通、信息、轻工等其他国民经济领域施展才华，像微软、IBM、贝尔、方正、海尔等知名企业都曾纷纷到航空航天院校招贤纳才。很多民用部门也都点名要航空航天类专业的毕业生，认为他们基础扎实、学以致用。

行业繁荣点燃人才需求

航空航天科技工业是知识密集和技术密集的高技术领域，航空航天技术的广泛应用影响到政治、经济、军事、科技、文化及通信、气象、能源、探测等领域，成为社会进步的强大动力。从世界范围来看，航空航天科技工业是朝阳产业，在提升国家整体科技水平和综合国力方面起着龙头的作用。

我国经济的快速发展为航空航天工业提供了广阔的发展空间。国务院公布的《国家中长期科学和技术发展规划纲要》中，关于大型飞机、高分辨率对地观测系统、载人航天工程与探月工程等航空航天领域范畴的工程便占到16个重大专项中的4项。未来我国航空航天发展将重点开发大型飞机设计与制造成套技术，载人航天实现航天员出舱进行航天器交会对接试验活动，直至实现登月计划等。2007年大飞机项目正式上马，给我国的航空业带来了空前繁荣，带活了一批航空类企业，也为航空航天类专业毕业生带来了良好的机遇。

航空航天科技工业极具发展前景，对人才的需求会持续旺盛。据统计，2011年最被看好的12类专业之航空航天产业将引发对航空航天人才的巨大需求，包括航空航天经营管理，航空航天飞机总体设计与研发、发动机研发与制造，零部件研发与设计，航空航天新材料研发、制造及总装技术、计量检测技术、航空航天电子电器设备设计开发、信息及测控技术，航空航天生物技术、航空适航管理、航空维修改装，以及航空航天产品光电通信技术、能源系统设计、力学及环境工程、计算机、仿真、可靠性技术等领域在内的专业人才缺口巨大。有关人士根据教育部公布的相关信息归纳出的“最出人意料的十个高就业专业”，便将航空航天类专业列入其中。

上海作为我国新支线飞机和未来大型民用飞机设计总装基地和重要的航天基地，举办了“上海航展”，展会上举行了航空航天人才大型招聘会。据航展招聘组负责人介绍，目前航空航天项目需要大量人才，仅空客A380一个项目组的技术人员需求数量就超过六千人，而我国这方面人才缺口非常大。

近年来，以航天科技，科工集团，航空一、二集团等为代表的航空航天类企事业单位生产和科研任务饱满，条件大为改善，待遇提高很快，一些单位的员工年薪可达十几万，稍差一些的单位其员工薪资待遇也可达到当地中上水平。航空航天事业的迅猛发展，无异于为年轻学子的成长搭建了理想的平台。像航天空间设计研究院、航空材料研究院等单位都炙手可热，受到重点院校毕业生的青睐。毕业生就业地域以北京、上海、西安、成都、沈阳、哈尔滨、深圳等省会及核心城市为主。

从个人长远发展来看，在航空航天类企事业单位工作，发展前景好，待遇高，成长快。随着载人飞船、探月工程、大飞机等重大项目的深入实施，必将有越来越多的青年才俊在锻炼中脱颖而出。

报考提示

我国目前开设航空航天类专业的重点院校有北京航空航天大学、南京航空航天大学、哈尔滨工业大学、北京理工大学、西北工业大学、南京理工大学、哈尔滨工程大学等。近年来，清华大学、复旦大学、上海交通大学、厦门大学等也相继设置了此类专业。开设航空航天类专业的普通院校有南昌航空工业学院、沈阳航空工业学院、郑州航空工业管理学院、中北大学、中国民航大学等。由于各个院校的发展历史、层次、实力不同，学科专业水平差异也较大，同学们应注意了解自己感兴趣的院校，根据自身实力，准确定位，合理选择。

学习航空航天类专业以及将来从事航空航天技术工作，需要具备较强的学习钻研及动手能力，要求同学们的数理化基础扎实，逻辑思维能力较强，严谨求实，乐于钻研。同学们应从实际出发，量体裁衣。

一些考生和家长误以为报考航空航天类专业，体检的标准要按照军检的标准来进行，其实不然。航空航天类专业主要是培养航空航天领域的专业技术人才，对考生的身体状况没有特殊要求，同学们只要符合《普通高等学校招生体检指导意见》，就可放心报考。

第2篇：航空航天测控技术范文

泛华恒兴与泛华测控

谈到泛华恒兴，圈内人第一个想到的是成立已经15年的北京中科泛华测控技术有限公司（简称泛华测控），两家公司之间其实保持着密切又独立的关系。与专注产品销售和业务的泛华测控不同，作为一家独立的企业，泛华恒兴致力于为各行业用户，尤其是“航空、航天和军工领域”高科技企业提供自己设计研发的专业测试测量解决方案和成套检测设备。高向东对两家企业的关系描述比较直接，泛华恒兴的主要任务就是设计和生产产品，而泛华测控则负责原来的产品业务，两家企业的定位和分工有着明显的不同。

作为一个技术和经验的传承者，泛华恒兴的业务立足于测试测量领域，其产品涵盖机、电、软件和系统级自主产品及环境试验设备；涉及的行业包括：ATE产品、旋转机械（发动机故障检测）、遥测遥控和数传、工程教育产品、系统及工具级软件、硬件产品及技术。泛华恒兴提供的专业和完善的测控产品开发、销售、集成、校准和培训等服务，有助于用户实现更精准、更高要求的测试测量任务。

技术先导，质量为本，服务取胜

测试测控市场的准入门槛很高，这也是中国企业很难进入该行业并生存下来的原因之一。“没有核心技术的支撑，在这个市场根本没有一点竞争力”，作为自动化专业毕业的高向东对技术实力有着清醒的认识，泛华恒兴在成立之初，就建立了阵容强大的技术研发团队，致力于“柔性测试”技术的研发，以虚拟仪器技术为核心，以PXI平台为基础，针对市场的现状，特别是行业市场的特点和国防航空航天应用的特殊需求，泛华恒兴融合了测试测量、机电一体化、网络通信及平台软件等多种技术，实现测试系统的精确性、可靠性、适应性、灵活性和拓展性，推动现代测试技术在实际应用中的快速发展。高向东认为，基于软件和虚拟仪器技术的测试方案与PXI高速总线平台技术，在未来很长一段时间内，将成为自动测试和测控市场的主流，而这也是泛华恒兴最大的技术优势所在，因此，“在未来一段时间内，集中优势力量在快速成长的广阔市场，才能拥有更大的成功机会。”

泛华恒兴对技术的重视，更体现在公司对人才的渴求上，泛华恒兴为了提升自己的技术实力，组建了上百人的技术研发团队，更是广泛利用在行业内的各种资源，诚意邀请各个领域的出色人才加盟泛华恒兴，“只有拥有了自己的研发团队，才能在自己产品开发上掌控话语权，更好地满足客户提出的要求”，高向东很推崇乔布斯的饥饿营销策略，也坦言测试行业需要这样的危机感给企业发展提供动力，“特别是对泛华恒兴这样的新兴企业，我们要对先进技术永远保持一种饥饿感”。

当然，对于测试和测控系统来说，仅仅在技术上有优势是远远不够的，系统的稳定性在测试过程中与技术领先性同样重要。“对于我们自己的产品，质量才是第一位的，质量是客户最看重也是一个企业长期生存的根本。特别是我们的许多用户属于国防军工这样的领域，有时候质量不仅仅影响产品和测试结果，在战场和某些场合下，意味着任务的成败以及是否牺牲。，泛华人心中其实还有一个更美好的梦想，那就是用泛华恒兴的产品帮助国家的航空航天和国防电子产业更快追赶上国际先进水平，而为了实现这一梦想，可靠的质量和技术积累一个都不能少。

服务，是外资企业进入中国后，让中国人感触最深的观念变化。服务意识，是泛华测控从成立开始就一直在学习外资企业，并且因此培育了一批忠实的老用户。作为曾经在外资企业工作多年的职业经理人，高向东认为他在外资企业最大的收获就是如何为客户提供贴心的服务。测试测控是个毛利率较高的行业之一，其中很大一部分用于服务成本的支出。“做这个领域，泛华恒兴致力于为客户提供更贴心的服务”，面对国内企业的竞争，高向东特别强调了服务这个竞争优势。 当然，对于服务的理解并不仅仅是一个营销策略的问题，“服务是一个公司整体实力的集中体现”，高向东认为服务的提升，涉及企业技术、管理和产品质量等多个方面的问题，而贴心的服务是收集客户信息，满足客户需求，为客户开发定制化的产品，并提供涉及项目实施、维护和售后咨询等全方位的一个体系，缺少其中任何一环，都不能让客户真正满意或者成为回头客。

技术先导，质量为本，服务取胜，这是在高向东眼中相辅相成的三个重要理念，也是泛华恒兴未来实现梦想的重要依托，“缺少任何一环，不可能在激烈的市场竞争中取得成功。”

个人与企业一起腾飞

人才是创造技术优势的根本，也是企业成功的核心，在高向东的眼中，泛华恒兴对高技术专业人才的渴求是永不满足的。笔者采访的当天，正值泛华恒兴的新员工入职，在入职仪式上，高向东向新员工们表达了自己对他们成长的期待，“个人的成长与企业的成长是同步的，我们期待的是个人与企业一起腾飞！”

泛华恒兴现在各个业务部门的带头人和骨干多是从原来各个行业的高级人才，也有部分是之前泛华测控多年培养出来的，而人才的作用是高向东最愿意和大家分享的。“如果我们没有请来两位专门管理生产线的专业人才，可能到现在为止，我依然会强调将生产外包，而不是自己组建生产线”高向东对人才的理解就是这么直接，“对于泛华恒兴而言，在开始之初，没有人管理过生产线，不知道怎样把设计转化成真正的生产过程，可以说投入生产线的钱并不是问题，如何实现设计到生产的转化和控制生产产品的合格率只有专业的人才才能实现，这一点我们这些做测试设计的人是很难在短期内掌握的。”

高向东对人才的渴求体现在他无时无刻不在关注对泛华恒兴有价值人才的挖掘上，经常思考对专业性很强的人才，如何发挥他们的特长，让他们的研究能够转化为实际应用价值强的产品，最终增强泛华恒兴的产品竞争力。当然更重要的是，他要为吸引和留住人才寻找一条合适的解决之道。

第3篇：航空航天测控技术范文

由于俄罗斯原定于10月升空的“弗伯斯-土壤”(Phobos-Grunt)火星探测器推迟发射,原计划随之发射的“萤火一号”(YH-1)也被迫推迟两年启用,令许多中国科学家扼腕叹息。应该如何看待这次国际空间合作的意义以及其中出现的问题?接下来两年内,有关科学家们将重点做哪些工作?

布鲁斯•贝茨

谨慎些比较好

美国行星协会项目主任

完成前往火星特别是像“弗伯斯-土壤”这样的复杂任务,要面对的困难可想而知。美国国家航空航天局以及俄罗斯太空总署都曾有过惨痛的教训,即便是很小的计算错误也可能导致失败,因此在发射前一定会反复测算各项数据,并检查所有的设备。俄罗斯计划在2009年发射“福布斯-土壤”的时间表无疑非常具有挑战性,这一计划被推迟并不令人感到意外。谨慎些比较好。美国行星协会此次随“弗伯斯-土壤”送到弗伯斯(火卫一)的LIFE(生命行星际飞行实验装置)会携带一些微生物到弗伯斯进行往返旅行,以研究微生物在深空条件下的存活能力。这将有助我们验证关于“生命可能随小行星在宇宙中传播”的假说。这次推迟发射给LIFE造成的影响就是,我们可能要为2011年重新准备一个实验装置。

我相信,在空间技术上相对进步的国家继续相互合作是今后太空事业发展的趋势。作为空间科学研究方面的后来者,中国的经验还比较少,一定要在这条正确的轨道上坚持下去。

吴季

今后还是要自主火星探测

中科院空间中心主任

空间科学上重大的前沿突破可以揭示宇宙的奥秘,改变人类对宇宙的基础性认识。总体上说,我国的空间科学和作为一个航天大国的地位还不相称,科学探索活动很少,多是利用别人的数据进行研究,做出的知识性贡献不多,没有重大成果。

未来10~20年,以美国国家航空航天局为主,已经将空间探测的焦点逐渐转移到对火星等星球进行的深空探测方面,而对月球的探测和研究将会成为其跳板。中国是发展中国家,在资金上的投入还十分有限,不可能像美国一样大规模地进行空间探测计划。中国科学家已经提出了许多探测设想,但是由于客观条件不可能全部都实现。要最合理地利用有限的经费,就必须要完善中国的空间科学计划筛选机制,通过科学、公平的程序选择最具创新和重大性并具有技术可行性的计划。“萤火一号”就是在这个背景下产生的。

如果两年后“萤火一号”顺利升空,接下来中国就要进行自主的火星探测。如果来得及,2016年初就有合适的发射窗口。目前中国有能力将这样小的卫星发射到火星去,但是我们欠缺的是深空测控能力。因此我们需要抓紧建立自己的深空测控系统,否则即便探测器发出去我们也没法掌握它的情况。

朱进

自己的事儿还是靠自己做

北京天文馆馆长

第4篇：航空航天测控技术范文

关键词：CAN总线；CAN控制器；SJA1000

中图分类号：TP271文献标识码：A文章编号：1009-3044(2012)10-2384-02

现场总线（Field Bus）[5]是当前工业控制系统发展的新方向。CAN（Controller Area Network）总线是重要的现场总线之一，从1986年2月CAN诞生起，其高可靠性能以及灵活的设计倍受人们的重视，应用越来越广泛。多年来，CAN总线技术一直应用于汽车工业，经过不断的研究与发展，目前在国内的电力、石化、航天、空调等不同行业均已有应用。CAN总线控制器支持8位、16位单片机，支持许多嵌入式系统，目前许多片上系统（SOC）都已经集成有CAN通信控制器，使用非常灵活方便。

即便如此CAN在全球市场上仍然处于起始点。在以往国内的测控领域，大多选择RS485作为通信总线，但它的特点是一主多从，无冗余，数据通信为命令响应，传输率低，错误处理能力弱等，而CAN总线技术则可以很好的解决上述问题[7]。CAN总线波特率与传输距离对照表如表1所示。

表1 CAN总线波特率与传输距离对照表

1电磁铁控制通信原理图

图1为一控制电磁铁吸合状态的电路原理图，CPU为89S52单片机、控制器为SJA1000、收发器选用TJA1050、6N167为光耦隔离器、单片机的工作晶振频率为11.0592MHZ。采用CAN总线进行通信控制，上位机经过USBCAN接口发送数据报文，单片机利用SJA1000控制器来接受报文数据，再由P1.5口来控制电磁铁的工作状态。程序通过串口下载给单片机，电磁铁的两根线通过一个CON2插件与NPN型晶体管的集电极连接。控制命令通过光耦隔离器6N137后与晶体管的基极相连。

2 CAN通信控制器SJA1000

CAN的通信协议主要由CAN控制器完成。SJA1000[1]是一种独立CAN控制器,它是PHILIPS公司的PCA82C200控制器的替代产品。与PCA82C200相比，除在引脚及电气特性上与之完全兼容外，SJA1000还增加有PeliCAN工作方式，扩展了验收滤波器和错误检测处理等[2]。采用CAN总线进行数据交换，其本质则是对CAN控制器操作，通过对控制器内寄存器的读写来进行数据收发工作。

数据是以报文进行存储和发送，总线节点可以通过设置验收代码和验收屏蔽码来对报文进行灵活的接收或者放弃。验收代码代表了每个节点的代码，是每个节点的唯一代号。验收屏蔽码代表了对各个节点的接收选择，通过对屏蔽码的设置来对节点的报文信息进行选择或者放弃。

3CAN收发器

CAN收发器采用TJA1050，原理图如图2所示。TJA1050是NXP公司的的后继产品，能够为控制器提供不同的接收性能，完全 符合ISO-11898标准，至少可以连接110个节点。在电路设计中，为防止干扰通常配合光耦隔离器使用[3]。

图1通信控制电路原理图

图2TJA1050原理图

4调试接口

该文的硬件电路构成了CAN网络的一个节点，可以与网络中的其它节点进行数据交换，我们把微机作为上位机，采用USBCAN转换器来进行通信控制。USBCAN转换器可以理解为微机的接口，它通过USB口与普通电脑相连，把电脑出来的数据信息转换为报文形式传输到CAN总线上。另外，USBCAN转换器也是一个很好的调试工具，可以在线进行数据报文的读写，观测工作。可以在操作界面上进行数据格式编写，自由地设置验收代码，验收滤波设置等[4]。下图3为USBCAN的软件操作界面，其中帧ID是指上位机的节点号。屏蔽码、采样频率等参数可以在“参数设定”菜单栏进行设置。8个字节字节数据表示一次发送的报文信息。软件界面的空白信息栏用来显示工作时USBCAN接收或者发送的报文信息。

图3 USBCAN软件操作界面

5结束语

通过该文的设计电路我们可以看出，CAN总线通过CPU、控制器、收发器和一些简单的分立电子元器件就可以构成一个完整的通信控制系统，实现高可靠，高稳定的通信控制。这使得这项技术经过20余年的高速发展，已从原先专业应用于汽车工业控制的总线技术拓展到了如今的各个领域，然而，CAN总线技术的底层协议，上层协议（CANOPEN等），网络通信等等仍然处在不断的发展中，CAN总线技术也正在不断的完善[6]。但它表现出来的生命力和潜在价值是显而易见的，这项技术必将在电子通信等领域发挥出巨大的作用。

参考文献：

[1]邬宽明.CAN总线原理和应用系统设计[M].北京:北京航空航天大学出版社,1996.

[2]邹继军,饶运涛. CAN控制器SJA1000验收滤波器原理与应用[J].

[3]史久根.CAN现场总线系统设计技术[M].北京:国防工业出版社,2004.

第5篇：航空航天测控技术范文

【关键词】UC/OSII操作系统；单片机；温度采集

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.系统介绍

本系统是基于UCOSII操作系统的温度采集系统，微控制器采用的是意法半导体（ST）公司推出的基于ARM CortexM3内核的STM32F103增强型系列STM32F103VC。传感器使用的是具有负温度系数的热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小，通过AD采样其电压值，就可以算出对应的阻值，再查询热敏电阻的温度――阻值系数表，就可以得出当前的温度。该系统的显示分为两个部分，从机显示和主机显示，从机显示采用的是一个2.8寸的TFT彩色液晶，调用液晶的显示库函数，只需要设定好函数的各项参数，也就是显示的坐标和显示内容，就可以在液晶屏上看到我们想看到的内容了。主机显示即上位机显示，用VC编写显示的界面。

2.功能模块以及硬件电路介绍

2.1 微控制器

Stm32f103vc是一个基于cortex-M3的32位ARM7微控制器，并带有64或128kB的嵌入式高速Flash存储器，最高72MHz工作频率，在存储器的0等待周期访问时可达1.25DMips/MHz。

由于内置了宽范围的串行通信接口（3个USART、SPI和2个I2C）和20KB的片内SRAM，7通道DMA控制器，支持的外设有定时器、ADC、SPI、I2C和USART，使得Stm32f103vc也适合用在通信网关和协议转换器中。3个16位定时器，每个定时器有多达4个用于输入捕获/输出比较/PWM或脉冲计数的通道和增量编码器输入。1个16位带死区控制和紧急刹车，用于电机控制的PWM高级控制定时器。

2.2 传感器

方案一：采用Pt10铂电阻作为检测温度的传感器，其原理是将温度的变化反应到电阻的电压的变化上，经过A/D转换器将其转换成数字量，与其温度的变化相同。其优点是测量的范围广，缺点是成本高，辅助电路复杂，难维护。

方案二：采用半导体温度传感器DS18B20，DS18B20为可编程数字式温度传感器，将采集到的温度转换成二进制数保存在传感器中，SCM可以通过对DS18B20的寄存器的访问读出寄存器的值，DS18B20内部有上下限报警值设定寄存器，可以对传感器进行上下限报警设定。其优点是操作简单，硬件电路简单，不易受到外界的干扰。

方案三：采用热敏电阻，其阻值随温度的变化而变化，一般分为两种基本类型，负温度系数（NTC）和正温度系数（PTC），NTC表现为阻值随温度的升高而减小，PTC表现为阻值随温度的升高而升高，这两种热敏电阻都各自具有优点和特点，以适应不同的应用场合，其应用电路简单，成本低，在测量精度要求不是很好的场合，热敏电阻是很好的选择，基于以上考虑，在本系统中采用的是分温度系数的热敏电阻。

3.显示模块介绍

3.1 从机显示模块

从机显示模块采用的是一个2.8寸的TFT彩色液晶显示器，该液晶具有操作简单，显示的信息量大而且设计灵活的特点，显示只需要在转换结束以后调用显示的库函数，设置好各项参数，需要的内容就会显示在液晶屏上。

3.2 主机显示

主机显示采用的PC机，用VC编写一个从串口接收数据的界面。在串口打开之前界面如图3.1所示。

图3.1 上位机显示界面

4.硬件电路

4.1 电源电路

本系统采用的Stm32f103vc，其供电电源3.3V，其内核供电为1.8V，采用的是线性三端集成稳压芯片U10 LT1117-3.3，具体电路图如图4.1所示。

图4.1 系统的供电电路图

图4.2 串口接口电路图

4.2 串口通信电路

在本系统中需要用到串口通信。控制发送数据到PC上显示。在串口通信中使用到的芯片是MAX3232，MAX3232是一种低功耗拥有两个接收器和两个发射器的串口接口芯片。它兼容了RS-232的特性。供电范围是3V-5.5V.在MAX3232内部，有两个充电泵。该芯片的电路非常简单，外部只需要接上4个0.1uF的充电电容就可以使用了。通信速率在120kbps能够保证数据不出错。并且能够保持RS232的输出电平。MAX3232具有低至1uA的关闭模式，在便携式设备中，降低了电源的消耗，延长了电池的寿命。在低能耗的关闭模式中，接收器任然处于激活模式，允许调制解调器接收数据，其应用电路如图4.2所示。

4.3 传感器应用电路

在本系统中，传感器使用的是具有负温度系数的热敏电阻（NTC），其测温原理是：热敏电阻的阻值随温度的升高而降低，热敏电阻两端的电压也相应的降低，通过STM32内部的AD采样就可以得到热敏电阻两端的电压，其应用电路如图4.3所示。

图4.3 热敏电阻应用电路图

图5.1 从机软件流程图

图5.2 主机软件流程图

假如在某一时刻采样得到的电压值为A伏，此时热敏电阻的阻值为B欧，计算出此时点电阻值，再查询热敏电阻的阻值与温度关系的对应表，就可以得出此时的温度。

图5.3 主机接收数据界面

5.软件流程图以及应用软件

5.1 下位机软件流程图

该模块主要是实现NTC温度传感器测温功能，首先读取AD转换的值，然后根据此值计算所对应的温度值。输出参数为十进制的温度值。程序流程图如图5.1所示。

5.2 上位机软件流程图

图5.4 设计实物图

该模块主要是完成接收下位机传送上来的数据，并将数据以正确的形式显示在控制界面当中。该模块包括界面的设计以及具体的响应函数的设计。

上位机的串口通信用的不是VC自带的MSCOMM控件，这里使用一个动态库，分别是Pcomm.h，Pcomm.lib，Pcomm.dll。输入参数为串口的接收数据，输出参数为编辑框的显示数据。程序的流程图如图5.2所示。打开串口后主机接收数据时的界面如图5.3所示。设计的实物图如图5.4所示。

参考文献

[1]周立功.ARM嵌入式系统基础教程（二）[M].北京：北京航空航天大学出版社，2005.

[2]周立功.ARM嵌入式系统基础教程（三）[M].北京：北京航空航天大学出版社，2005.

[3]周立功等.EasyArm2131教材[M].

[4]谭浩强著.C程序设计（第三版）[M].清华大学出版社，2007.

[5]周旭.现代传感器技术[M].北京：国防工业出版社，2007.

[6]田泽.嵌入式系统开发与应用教程[M].北京：北京航空航天大学出版社，2005.

作者简介：

党长青（1987―），男，山东沂水人，贵州大学电气工程学院检测技术与自动化装置专业硕士研究生，主要研究方向：计算机测控技术。

第6篇：航空航天测控技术范文

关键词：单片机；PID调节；温度传感器；数码管显示；越限报警

【中图分类号】 TP302 【文献标识码】 B【文章编号】 1671-1297（2012）09-0224-01

整个温控系统是在程序的控制下工作的，控制系统工作由实时检测（采样）、实时决策（PID控制运算）和实时控制（对加热丝通断的控制）三部分组成。因此，应用程序包括数据采集、PID运算以及输出控制三部分主干程序，这些工作有的安排在主程序中，有的安排在中断服务程序中完成。由LED数码管显示温度值，采用动态扫描的方式在主程序和定时采样等待时都可以插入显示子程序。

一 PID控制算法

在单片机应用系统中，可采用的控制算法很多，但是最常用的仍是数字PID（比例-积分-微分）算法。最优化理论可以证明，PID控制能满足相当多的工业对象的控制要求。PID调节是根据实际测量值与设定值的偏差， 按比例-积分-微分的函数关系进行运算，其运算结果用以输出控制。单片机数字控制器实现PID运算，是按照一定的算法编制相应的程序来完成的。

实现计算机的PID控制器的算法是先根据连续系统的设计方法，得到模拟调节PID的调节规律（这个调节规律可以是微分方程表示的，也可以是用传递函数的形式表示），然后把它离散化，变成适合于计算机的差分方程的形式。

以温度检测和控制为例，用微分方程表示的PID调节规律的、实现模拟PID调节的理想算式为：

式（1.1）

PID控制也称为比例-积分-微分控制。其中的比例项用于纠正偏差；积分项用于消除系统的稳态误差；微分项用于减小系统的超调量，增加系统的稳定性。PID控制器的性能就取决于Kp、Ti和Td这三个参数。设计和调试的任务就是决定这三个参数。

对式（1.1）两边进行拉氏变换可以得到PID调节器的传递函数为

式（1.2）

式（1.2）中U（s）和E（s）分别为u和e的拉氏变换。

式（1.1）中，e（t）=w（t）-y（t）是给定值与输出之间的差，称为误差或偏差，它是PID控制器的输入信号。u（t）为调节器的输出信号，即传给被控对象的操作量，因为计算机的控制是一种采样控制，它只能根据采样时刻的偏差值来计算控制量，因此，在计算机控制系统中，要想在计算机上实现PID调节规律，需要将连续系统的微分方程式化成离散形式，由描述离散系统的差分方程来代替。

增量型算法和位置型算法相比，具有以下优点：

（1）增量型算法不需要做累加，控制量增量的确定仅与最近几次误差采样值有关，计算误差或计算精度问题对控制量的计算影响较小。而位置型算法要用到过去的误差累加值，容易产生大的累加误差。

（2）增量型算法得出的是控制量的增量，输出误差小，必要时通过逻辑判断限制或禁止本次输出，不会严重影响系统的工作。

（3）采用增量型算法，易于实现手动到自动的无冲击切换。但是，当被控对象需要的是控制变量的绝对值，而不是其增量时，可以采用增量式算法，控制量输出采用位置式输出形式。

二 软件的总体设计

系统的操作过程和工作过程在程序的设计过程中起着很重要的指导作用，因此，在软件设计之前应首先分析系统的工作流程。

系统的工作流程

系统在上电复位后先处于停止加热状态，这时可以用8421BCD拨码盘设定预制温度，显示器显示设定温度；温度设定好后就可以启动系统正常工作了。温度检测系统即数字温度传感器DS18B20不断定时检测当前温度，并送往显示器显示，达到设定值后停止加热并且显示当前值；当温度下降到下限值（比设定温度值低5℃）时再启动加热。这样不断地重复上述过程，使温度保持在设定的温度范围之内。启动后不能再修改预制温度，必须按复位键回到停止加热状态再重新设定预制温度值。

1.功能模块

根据对上面工作流程的分析，系统软件可以分为以下几个功能模块：

①温度设定模块：进行温度设定。

②温度检测模块：利用数字温度传感器DS18B20完成温度的自动检测。

③温度显示模块：显示设定温度值和当前温度值。

④温度控制模块：根据检测到的温度，利用PID控制加热丝的工作与否。

⑤越限报警模块：当前温度值越限时报警。

2.主程序

主程序完成的功能是：控制整个系统工作，进行温度值设定、温度检测、温度显示、越限报警等，启动DS18B20测量温度，将测量值与设定值进行比较，然后进行自动控制。主程序开始时，先进行初始化（RAM及口地址分配见表1.1），然后进行自检，自检时让所有的二极管和数码管都亮，以便检查其是否正常。然后启动DS18B20检测温度，调取读温度子程序，经单片机转换后送显示。再调比较子程序。当测量值大于设定值上限时，相应的报警标志位置“1”，并关闭加热；当测量值小于设定值下限时，相应的报警标志位置“1”，并启动加热；当测量值在设定值的范围内时，相应的报警标志位置“0”，并且保持。然后，检测报警标志位，若有报警，就转相应的执行程序；若无报警，就返回继续读数、显示、控制等。

参考文献

[1] 王福瑞.单片微机测控系统设计大全.北京航空航天大学出版社，2000年

[2] 胡汉才编著.单片机原理及其接口技术.清华大学出版社，1996年

[3] 孙传友，孙晓斌等编著.测控系统原理与设计.北京航空航天大学出版社，2002年

第7篇：航空航天测控技术范文

关键词：航空宇航；测试技术；教学改革；研究生

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1002-4107（2016）11-0001-04

测试技术课是工程类专业的主干专业基础课，对于学生的动手实践和试验探索能力培养具有非常重要的意义。该课程是一门综合性和实践性很强的课程，在教学过程中必须有效兼顾知识传授的广度和深度、试验探索的理论与实践两对矛盾[1]。通常在本科和研究生层次上都会开设相应的课程。

创新能力培养已成为研究生教育改革的基本问题，应将其贯穿于包括课程教学在内的研究生培养的各个环节[2]。研究生创新能力的培养不仅影响高等学校知识创新的水平， 也关系国家未来的整体创新能力[3]。近年来，随着航空宇航事业的迅猛发展和公众对航空宇航的认知提升，研究生学历已经成为从事航空宇航技术工作的基本条件，越来越多的学生跨专业进入航空宇航类专业的研究生行列。培养具有创新能力的航空宇航专业研究生对于提升我国航空宇航领域的技术实力和国际竞争力具有非常重要的意义。鉴于测试技术本身具有很强的实践性，因此有必要探索能激发研究生积极思维和主动参与、具有航空宇航特色的测试技术课程教学模式，使测试技术课程教学成为培养研究生创新和实践能力的重要环节。

关于本科阶段测试技术课的教学改革和实践，国内诸多学者进行了卓有成效的探索。针对机械工程与自动化及相关专业“测试技术”精品课程建设的需要，刘进志等从教学资源建设、师资队伍建设、教学内容革新、实践教学模式改革等方面进行了探索。王丰在“机械工程测试技术”课程体系优化、优质资源开发、教学技术改进、实验内容建设、工程素养和创新能力培养等方面进行了一系列改革与实践[4]。以培养学生综合应用能力为目标，李孟源等提出了强化测试技术实践教学的新思路，并在河南科技大学的教学过程中进行了实践[5]。贺德全对通信、电子信息、测控工程专业测试技术课“现代测试技术及应用”的教学改革进行了有益的探索，提出了课程改革的新思路[6]。王鹏等对应用电子技术、信息工程、测控技术与仪器等专业的测试技术课“自动测试系统”课程建设进行了探索，在教学队伍、教学内容、教学方法与教学手段、教材建设、教学管理和实践教学等方面开展了教学改革实践[7]。

不同于本科测试技术课程，研究生测试技术课更强调以创新和实践能力培养为核心的知识体系广度和试验探索实践。课程教学应充分借鉴国外顶尖高校的先进经验，强化前沿性、研讨性和实践性等教学环节，激发学生主动参与和积极思维的创新意识，为学生创新实践能力的培养提供充足的教学空间[8]。然而遗憾的是，如何对研究生测试技术课进行改革以适应创新实践能力的培养需求在国内还是空白，更遑论航空宇航这样具有鲜明专业特色的研究生测试技术课程的教学改革。

有鉴于此，本文以北京理工大学 “航空宇航测试与试验技术”课程为样本对航空宇航类专业研究生测试技术课程的教学改革进行了探索。在分析该课程的培养需求和教学目标基础上，本文提出了课程教学改革思路和详细的教学环节设置，总结了依托课程网站、科研课题和实验室设备进行课程教学改革的经验和实践效果，以期对国内高校航空宇航类专业及类似专业的研究生测试技术课教学改革有所启发。

一、培养需求分析

“航空宇航测试与试验技术”是北京理工大学宇航学院为航空宇航科学与技术专业开设的一门主干技术基础课，是学术型硕士研究生、全日制硕士专业学位研究生以及本科起点博士的专业必修课。课程课内计划学时为54学时，考核方式为平时考核与期末考试相结合的方式。其中，平时考核占70%，期末考试占30%。在测试技术、航天技术概论等课程学习的基础上，本课程旨在构建合理的课程知识体系，着力培养研究生在航空宇航领域的创新和实践能力，为培养肩负航空航天事业发展重任、理论与工程并重的高层次研究人才奠定必要的基础。

表1给出了近3年来课程的选课情况。需要说明的是：除表中明确列出的四个方向外，学术硕士生和本科起点博士生的研究方向还包括航空宇航制造及其自动化和振动与噪声控制两个方向，专业硕士生的研究方向还包括发射理论与技术、材料与结构力学和空气动力学三个方向。因人数较少，为简化需求分析，表中将这些方向统一归入其他项。从表1可以看出，本课程的选课研究生逐年阶梯式上升，课程的重要性和效果得到了研究生的广泛认可；选课研究生涵盖了北京理工大学航空宇航科学与技术专业的主要研究方向和三个不同层次的研究生。因此课程内容需要精心设计，以满足不同方向和不同层次研究生的学习需求。

与其他类型专业不同，航空宇航科学与技术是针对工程应用背景设置的专业。各研究方向的基础知识和应用领域涵盖很大的技术范畴，跨越机械、电子和信息等多个不同的领域，相应的测试需求也存在很大的差异。表2给出了主要研究方向的专业背景和测试需求。事实上，就本科层次而言，机械、电子信息、测控与仪器等不同专业类型的测试技术课程教学的侧重点和教学内容也存在很大的差别。本课程的教学目标需要充分考虑相关方向研究生在专业基础、应用背景和测试需求等方面的差异。

表2 主要研究方向专业背景及测试需求

鉴于航空宇航科学与技术专业具有专业涉及面宽、创新性强和测试需求明确等特点，本课程的教学目标定位在：（1）深化有关测试的基础知识和理论，介绍相关研究方向测试技术发展前沿，兼顾深度与广度、经典与现代两对矛盾，构建合理的课程知识体系，激发研究生的主动参与热情；（2）以测试系统设计和调试为手段，强化以知识应用为特征的实践能力培养；（3）以文献阅读和

探索研究为手段，通过体会和体验方式培养创新能力。

二、教学改革思路与措施

根据以上教学目标，本课程在北京理工大学精品课程建设项目的支持下，对“航空宇航测试与试验技术”课程的教学进行了改革，期望通过优化课程教学过程，适当压缩理论教学课堂授课内容，借助科研和实验室优势强化前沿性、研讨性和实践性教学环节，提升课程教学效果。

本课程的教学主要由理论教学、专题讨论、测试系统设计和自选试验四个环节组成。

根据教学计划，理论教学应着力于深化测试与试验的基础知识和理论以及介绍本专业测试的工程需求，主要包括测试基础理论及其应用和航空航天试验技术两个部分。具体内容为测试基础理论、数据采集与虚拟仪器技术、测试系统设计及评估、航空航天试验概述、航天测控系统、空间环境试验技术、飞行试验技术。其中，前三者主要着眼于深化测试与试验的基础知识和理论，后四者主要是帮助研究生了解其所在研究方向的测试需求。理论教学在实施过程中主要存在两个方面的问题。一方面，选修本课程的研究生的基础有较大的差异。在选修本课程的研究生中，部分是本校本专业的本科毕业生，选修过类似课程，对专业应用背景和测试需求已有一定的了解，但也有相当部分的研究生是跨专业的，对测试基础知识和理论了解较少，对专业应用背景和测试需求了解不多。另一方面，理论教学学时有限和不同方向的研究生兴趣差异也是需要考虑的问题。基于以上考虑，理论教学采用课堂讲授和课后自学相结合的方式进行。对理论性较强的、各研究方向有共同兴趣的内容采用课堂讲授；对其他内容，依托精品课程项目支持建设的课程网站开展教学，以自学为主，通过网上测验和答疑等方式帮助研究生检验和巩固学习效果。

专题讨论是兼具研讨性和前沿性特点的综合性重点教学环节，对构建研究生课程知识体系广度、提高创新意识以及体会创新过程具有重要的作用。根据研究生人数的不同，本环节占本课程的教学总学时的1/3―1/2。专题讨论要求研究生结合专业方向、课题组科研项目、参研课题或者个人感兴趣领域的测试需求进行调研，以近5年内发表的重要文献为主，完成专题报告，并在课堂上进行时长为20分钟的讲述以及现场质询。现场质询时，先由其他研究生根据自己的理解提出问题，教师补充提问和做最后的评价总结。原则上，专题报告必须有与测试相关的思考和分析，并应提交最终的电子文档。教师根据研究生的报告以及现场回答情况给出相应的评定成绩。研究生在他人报告的现场质询环节所提出的问题的质量将作为其成绩评定的重要组成部分。为便于研究生完成选题、搜集材料以及准备专题报告，教师会在课堂上结合自身的科研积累进行相应的专题报告，并给出选题方向和专题范例供研究生参考。

测试系统设计是针对实践能力培养的教学环节，目的在于强化测试系统设计能力，是在本科课程基础上对研究生知识应用能力的进一步深化。该环节分为两个阶段。一是教师在课堂上对若干个典型设计范例由浅入深地讲解，采用互动教学方式加深研究生对设计难点的理解。课堂教学时共选用3个设计范例。其中，第1个范例较简单，教师通过仔细讲解使研究生对设计流程有所了解；后面进行更接近工程实际的两个范例教学时，教师先给出设计题目，研究生若干人为一组讨论后推荐1人作为代表在黑板上写出设计结果，教师在课堂上组织学生对各组的设计结果进行充分讨论后给出参考答案和总结，以突出设计难点和其解决思路。二是在上述基础上，研究生自主选择设计题目，教师通过对研究生提交的设计作业存在的典型问题进行点评，有针对性地纠正存在的共性问题。

不同于本科测试技术课程的实验环节，自选试验环节属于研究性的试验项目，是兼具前沿性和实践性特点的综合性环节，也是研究生体验创新的重要途径。整个试验过程，研究生自主选题，自由组合，自行组织管理。试验没有确定的答案和结果，要求研究生若干人（一般4―6人）1组围绕课题组科研项目、参研课题、实验室特定设备和自己感兴趣的主题开展试验。自选试验中发现问题、分析问题和解决问题的过程即是研究生体验创新的过程。根据需要，学校可以适当资助研究生自行购置试验器材，搭建测试系统开展试验。教师通过选题讨论、疑难解答和报告评定等方式管理和控制试验进程和教学质量。

各教学环节与教学目标的关联如图1所示。由图1可以看出，改革后各教学环节更有利于强调知识广度和现代前沿的课程知识体系构建，并且设置的测试系统设计、专题讨论和自选试验三个环节大幅增加了前沿性、研讨性和实践性教学内容，有效加强了研究生创新能力和实践能力的培养，形成了鲜明的航空宇航教学特色。这具体体现在以下几个方面。

（1）通用与特色有机结合的教学内容、基础与前沿并重的教学思路是构建课程知识体系的保障。一方面，本课程的教学内容在强调通用测试技术的基础上更注重航空宇航特色，大多与专业应用背景有关，能够有效激发研究生的专业学习兴趣，并为研究生从事相关试验工作奠定基础。另一方面，理论教学安排注重夯实研究生的理论基础，专题讨论可使研究生了解先进测试技术的发展情况及其在航天领域的应用前景。

（2）高度参与互动的教学模式是创新能力培养的前提。创新意识是创新能力的基础，独特的互动教学模式有效激发了研究生的主动参与和积极思维的创新意识。本课程超过1/3的学时是围绕专题讨论展开的，课程要求研究生必须主动参与讨论，同时，教师要将提问情况作为考评标准之一。此外，试验环节也要求研究生相互协作，共同完成预定的试验项目。

（3）理论与应用紧密结合的教学方式是实践能力培养的基础。测试技术课程是一门以知识应用为导向的实践型课程。本课程设置的专题讨论、测试系统设计以及自选试验三个环节占整个课程学时的2/3以上，为研究生应用测试理论和基础知识的学习提供了充分发挥想象力和创造力的展示平台。

三、教学改革的成效

改革后的课程学时分配及考核情况如表3所示。借助于图2所示的具有良好互动性的课程网站，课程的理论教学学时被压缩到10学时。除了《测试基础理论》、《测试系统设计与评估》以及《航空航天试验概述》三章在课堂上讲授以外，其余的理论教学内容均被安排为自学。这种安排方式充分保证了其他三个教学环节（特别是专题讨论环节）的学时，为优化课程教学奠定了基础。

表4给出了近三年专题讨论选题的统计分析结果。需要说明的是：表中的“结合研究方向”是指研究生所选的题目能够结合本学科各研究方向的应用需求。“结合前沿”是指研究生所选的题目能够结合测试技术的发展前沿。“结合科研”是指研究生选题为所在课题组此前开展的科研工作。研究生可通过查阅前人公开发表的论文和已毕业研究生的学位论文了解，也可通过与导师或者高年级研究生的交流理解项目深层次的技术问题。“结合课题”是指研究生所选题目与该研究生作为主要参与人参加的研究课题有关。由表中数据可以看出：绝大多数专题都能够结合研究方向，有助于研究生对专业前沿和工程需求的理解与把握。这主要得益于专题准备阶段指导教师对选题的严格把关和有意引导研究生尽量选择与研究方向相关的题目。专题中也有相当比例的题目结合科研或者课题。尤其是结合课题的专题，由于研究生亲自参与了课题，有深刻的实际体验，报告效果极佳，也易于激发课堂讨论。需要说明的是：结合课题的选题数量基本保持不变，这主要是后续选课的飞行器总体设计和航天器系统与自主技术方向研究生相对接触试验性质科研项目较少以及部分研究生课题暂时没有确定的缘故。

表5给出了2014年度自选试验分析结果。由统计结果可以看出：绝大多数试验选题都是结合科研、课题和实验室设备进行的，并且有相当部分试验使用了专业实验室的重大实验设备。自选试验的调试过程对研究生发现、分析和解决问题的能力提出了挑战。通过参与自选试验，研究生了解了先进设备的用途和前沿课题的试验需求。由于所参与的课题是前沿的，部分试验获得的结果本身就具有创新性。这表明，通过依托专业实验室的科研仪器设备，自选试验取得了良好的教学效果。

依托互动良好的课程网站、反映学科前沿的科研课题以及强大的实验室科研设备，“航空宇航测试与试验技术”课程教学改革压缩了理论教学的学时，并通过专题讨论、测试系统设计和自选试验等三个教学环节，为研究生构建了合理的课程知识体系，加强了研究生创新能力和实践能力的培养力度，取得了良好的教学效果。本课程的教学改革探索开辟了新的航空宇航类专业研究生测试技术课教学模式，也可为类似专业教学改革探索提供有益的借鉴和参考。

参考文献：

[1]刘进志，马怀祥，智小慧.“测试技术”精品课程建设研究 与实践[J].中国电力教育，2012，（32）.

[2]李孝红，崔文国，翁杰等.工科研究生创新能力培养现状 与改革[J].西南交通大学学报：社会科学版，2010，（4）.

[3]陈花玲，仇国芳，王俐等.改革研究生课程体系 培养研 究生创新能力[J].学位与研究生教育，2005，（6）.

[4]王丰.“机械工程测试技术”精品课程建设与实践[J]. 河北理工大学学报：社会科学版，2010，（5）.

[5]李孟源，尚振东，郭爱芳等.强化测试技术实践教学，培 养学生综合应用能力[J].中国现代教育装备，2007，（11）.

[6]贺德全.现代测试技术及应用课程教学改革探索[J].高 等教育研究，2011，（3）.

第8篇：航空航天测控技术范文

关键词： 集成电路老化测试 LabVIEW 单片机 温度测控

一、引言

航空航天、军工、电子、通讯行业等领域对集成电路的工作稳定性要求相当高，生产企业在将集成电路、分列器件投放生产时，必须进行高、低温老化、测试、筛选及可靠性试验，以确保集成电路的可靠性。集成电路生产厂家常常要根据不同要求环境的集成电路进行不同测试。主要针对集成的高低温老化测试而进行设计。所谓老化测试，就是保证被测试的芯片的可靠性，即在一定的时间内进行持续性周期性的测试，使有问题的芯片在这段时间内就失效。

基于以上的因素考虑，既要准确采集集成器件老化程度的温度数据，又要实现数据的保存并且有效地降低测试成本。可借助单片机作为下位机实现现场温度采集，利用LabVIEW作为测控系统，实现对温度的检测与控制，这样的上下位配合，实用性高，灵活度高，成本低且稳定可靠。

二、总体设计方案

为了实现温度检测系统提出的各项具体功能，将整个系统分解为上位机和下位机两个部分：上位机为装有LabVIEW2014软件的PC机，利用LabVIEW开发环境设计上位机的监控界面，上位机部分完成对硬件的驱动、数据显示、处理与存储及人机交互操作界面的生成。通过USB转RS232串行口与STC89C52单片机通信，读取温度传感器DS18B20的温度测量数据，从而实现对温度参数的实时采集。

三、硬件接口电路设计

1.LabView平台与单片机串口通信硬件接口电路设计

在本设计中，作为下位机的单片机负责数据的采集和通信，而上位机以PC机为操作平台，接收数据和保存数据，二者之间的核心在于数据通信。单片机与PC机通信是通过单片机的串口和PC机的串口之间的硬件连接实现的。

由于单片机的TTL逻辑电平与RS-232的电气特性完全不同，RS-232C对电器特性、逻辑电平和各种信号功能都做了规定，在TXD和RXD数据线上：逻辑1为-3V～-15V的电压，逻辑0为3V～15V的电压。由此可见，RS-232C是用正负电压表示逻辑状态，与晶体管-晶体管逻辑集成电路（TTL）以高低电平表示逻辑状态的规定正好相反。因此，在将PC机和单片机通信之前必须进行电平转换，本设计采用MAX232电平转换芯片实现单片机与串行口的电平转换。

上位机操作以PC机上的LabView虚拟仪器系统作为操作平台，实现对单片机的数据通信。因为现在大部分电脑都有USB接口，因此我们采用USB总线作为系统的通信方式。为了实现USB与单片机的串口连接，采用Prolific公司生产的PL2303接口转换器，实现USB信号与RS232信号的转换。

2.下位机硬件电路设计

下位机数据主要由单片机与DS18B20数字温度传感器测得，由单片机组成的小系统对温度信号进行采集，然后通过USB转RS-232串口将数据传送给计算机，在计算机上运行的LabVIEW程序对输入的数据进行分析处理，将结果由计算机显示出来，并且保存测量数据。

四、系统软件设计

1.串口异步通信的数据格式

在串行通信中，常用的两种基本串行通信方式包括同步通信和异步通信。本设计中，主要采用的异步通信方式，在进行程序设计时为了实现正常的通信，必须对端口号进行选择，设置合适的波特率、校验位、数据位及停止位等参数。两台通信机的参数必须一致才能实现通信，否则无法实现数据传输。

2.上位机LabVIEW程序设计

上位机LabVIEW对单片机的串口通信主要是通过VISA实现的，本机安装的是VISA5.3，VISA实质上是一个I/O接口软件库及其规范的总称。

I/O接口软件存在于仪器和仪器驱动程序之间，完成对仪器内部寄存器进行直接存储数据操作，并且为仪器与仪器驱动程序提供信息传递的底层软件。应用LabVIEW里的visa库对串口通信进行设置。本设计串口的设置参数为（波特率9600bps 8 位数据，1位停止，1位起始，无校验），下位机的串口设置与上位机一致。需要注意的是系统从串口读来的数据被自动转换为ASCII字符，要得到数据并显示，还要编写相应的子程序vi。

3.下位机程序设计

程序是整个系统的灵魂，硬件电路只有通过程序的驱动才能正常工作，因此程序对于系统来说非常重要。程序中出现一个小的错误可能使系统无法正常工作。系统软件设计的主要任务是：串口初始化，接收上位机发过来的下位机启动指令，控制单片机从温度传感器采集温度数据，通过读取温度值程序将采集到的温度值送入上位机系统中。系统初始化阶段，令单片机的定时器T1工作于方式2，用于产生串行通信所需的波特率，然后单片机开始等待PC上位机的指令，当单片机得到启动指令时，单片机开始采集温度数据。单片机将采集到的温度数据储存在缓冲区中，然后单片机将采集到的数据分为四个字节，送入上位机进行分析。

五、系统调试

LabVIEW程序的调试与其他计算机语言的编写调试类似，都需要找出语法错误，但LabVIEW的图形化编程方式就相对简单得多，大大提高编程的效率。如果一个VI程序存在语法错误，则在面板工具条上的运行按钮将会变成一个折断的箭头，表示程序不能被执行，这时这个按钮被称作错误列表，点击它，则LabVIEW弹出错误清单窗口，点击其中任何一个列出的错误，选用FIND功能，则出错的对象或端口会变成高亮。

在LabVIEW的工具条上有一个画着灯泡的按钮，这个按钮叫做“高亮执行”按钮。点击这个按钮或使该按钮图标变成高亮形式，再点击运行按钮，VI程序就以较慢的速度运行，没有被执行的部分以灰色显示，执行后的部分以高亮显示，并显示数据流线上的数据值，这样，就可以根据数据的流动状态跟踪程序的执行。

六、结语

本设计是一个基于LabVIEW的温度检测系统，主要实现单片机与PC机的串口通信，能及时地将温度数据传给PC机，并将在上位机界面显示温度曲线，直观地表现温度变化。本设计的三个设计要点有：

1.串口通信的参数设置，以MAX232电平转换芯片实现单片机与串行口的电平转换，采用Prolific公司生产的PL2303接口转换器，实现USB信号与RS232信号的转换，与实现单片机与LabView的串口通信。

2.采用LabView软件的图形化界面设计出测量仪器，以实现上位机的数据传输和处理。

3.硬件方面采用单片机和DS18B20数字温度传感器进行现场温度的处理与传输。

参考文献：

[1]汪敏生，等著.LabVIEW基础教程.北京：电子工业出版社，2002：12-13.

第9篇：航空航天测控技术范文

作为江西省属航空高等院校，南昌航空大学考虑到学校长远发展需要和服务地方经济、服务航空工业的原则，申报了材料化学专业［2］。如何使我校材料化学专业的本科毕业生受到社会欢迎，专业定位显得非常重要。我校材料化学专业建设和学科发展，具有多方面的有利条件［3］。所依托的环境工程学科是江西省重点学科，所依托的科研平台有江西环境污染监测控制与生态修复省级重点实验室。我校建设材料化学专业有利于服务地方优势产业和矿藏资源开发。我省是国家重要航空产业研发和生产基地，如拥有洪都航空工业集团、昌河飞机工业集团两个大型航空工业骨干企业和一个中外合资民营航空企业———九江红鹰飞机制造有限公司;还拥有650飞机设计所、602直升机设计所及南昌航空大学等科研院所和试验基地。去年上半年，江西省航空工业完成工业总产值37亿元，工业增加值6亿元，销售收入27．3亿元。同时，江西稀土资源储量十分丰富，中重型离子稀土保有储量230万吨，远景储量940万吨，占我国离子型稀土资源储量的35%至40%，储量居全国第一。但我省稀土产品结构不合理，以稀土化合物、稀土金属为主，稀土新材料及应用产品则相对较少。在稀土资源应用方面，拥有自主知识产权的技术和产品相对很少。因此，要把我省在单一稀土和功能材料方面生产大省转变为稀土产业强省，必须加强江西省属高校材料化学专业人才培养。

另外，我省光伏产业有了较大发展。如江西赛维LDK项目通过引进资金和技术，已形成了年产200兆瓦的多晶硅锭片生产能力，使我省在多晶硅铸锭和切片这一产业链中走在全国前列。抚州格美多晶硅锭片项目也正在实施和洽谈，高纯硅料项目已经吸引了金沙江风投、中芯国际等大公司的进入。作为硅材料主要原料，我省粉石英资源非常丰富，已探明保有储量近2000万吨，居全国首位。总之，我校材料化学专业定位于环境材料方向、稀土材料方向、光伏材料方向。注重通才教学，并将航空环保理念渗透到教学全过程，增强学生的航空环保意识。毕业生既能服务地方经济建设［4］，又能服务航空国防工业。

我校材料化学本科专业培养方案体现理论教学与实践训练相结合的人才培养模式，实行“2+1+1”培养方案，即约2年的基础理论与基本技能培养，1年的专业理论与专业技能培养，1年的创新实践能力培养。通过理论教学，使学生掌握材料化学的基本理论、基本知识和创新思维方法;通过实践教学，使学生受到实验操作技能、创新实践能力等方面的训练［5］。在人才培养过程中，既考虑到材料科学学科本身的体系，又兼顾到我省地方经济和航空工业对材料化学专业人才的需要。目前材料化学专业构建了以公共必修课、学科基础必修课、专业选修课、全校综合教育任选课有机结合的课程体系结构，使学生具备获取知识的能力和专业创新能力。

学科基础必修课材料化学是从化学的角度研究材料的制备、组成、结构、性质及其应用的一门科学，作为材料化学专业的学生，必须具有厚实的化学理论基础，因此学科基础必修课除高等数学、大学物理和电工电子技术以外，重点打牢化学理论基础。开设了四大基础化学理论和相应的实验课程，但侧重点与化学专业不同，其中无机化学和分析化学合并为无机及化学分析。在材料方面的基础课程中，设置了材料科学导论、仪器分析、化工制图、化工原理、基础化学实验这几门基本课程，注重与航空大材料的联系。