STM32开发脉冲中子发生器

2万 · 2019-7-6 16:34

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单片机进行脉冲计数大致有三种方式:第一种为中断计数，即配置好外部上
升沿触发中断引脚，来进行脉冲计数;第二种为定时器捕获计数，即利用定时器
的捕获单元进行脉冲采集;第三种为本文所使用的方法，以外部脉冲信号作为定
时器的时钟信号，利用定时器内部的计数单元进行外部脉冲采集。前两种方式有
一个共同的特点，即需要单片机CPU不停的进入中断来采集脉冲，这无疑增加
了CPU的使用率。由于中子管发射出中子后，或多或少对于电路会有干扰，若
使用前两种方式，则会造成采集到的数据波动性较大，与实际不符。本文使用定
时器内部的计数单元，无需CPU处理，只在计数溢出时进行中断控制，大大增
强了系统的可靠性。
此外，我们在采集脉冲信号的同时，加入了数字滤波器，滤除了一些高频杂
波信号，系统变得更加可靠。数字滤波器实现原理:本文的系统时钟fcK }T为
72Mhz，定时器时钟fDTS为72Mhz，由于我们给入的ExtTRGFilter因子为0x5,
采样频率fSAMPLING=36Mhz, N=8，此时若外部信号的杂波频率高于4. SMhz，则
滤波器将该杂波移除。

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FPGA在上位机的调控下产生用于中子爆发和全谱采集的时序，这些时序必
须是同步可调的，否则多道采集卡无法采集到正确的脉冲中子能谱。故实现同步
脉冲时序，是本系统的重点。整体脉冲时序图如图4.9所示。其中，A1, B1代
表脉冲1左延迟时间和右延迟时间，A2, B2代表脉冲2左延迟时间和右延迟时
间，T1, D1代表复杂脉冲1延迟时间和对应脉宽，T2, D2代表复杂脉冲2延
迟时间和对应脉宽，T3 , D3代表复杂脉冲3延迟时间和对应脉宽，T4, D4代
表复杂脉冲4延迟时间和对应脉宽。

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使用labview 开发上位机界面的过程如下：

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程序模块化是LabVIEW程序框图实现整洁、明了的必要方法。命令转
Modbus模块是进行Modbus通信的编码模块，它将用户指令转化为Modbus簇指
令，送入Modbus通信模块中，进行通信。命令转Modbus模块如图5.10所示。

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