MSCIS接口控制系统通信卡、控制卡设计与驱动开发

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船舶轮机仿真训练器是培养现代化船员的重要手段。接口控制系统是船舶轮机仿真训练器的核心组成部分,主要负责系统数据的采集与传输,是仿真对象模型与操作、显示设备信息交互的桥梁。 MSCIS(Marine Simulation & Control Interface System,轮机仿真与控制接口系统)是为新一代船舶轮机仿真训练器开发研制的一套分布式智能I/O接口控制系统,控制着仿真系统的通信计算机及控制盘台间变量的转换与传输。MSCIS接口系统采用分布式体系结构,具有管理集中、功能分散、负荷分散、故障分散和易于扩展的特点。MSCIS接口系统由一台通信计算机和若干个接口机箱组成,通过RS-485或者CAN总线相连。通信计算机是整个控制网络的管理者,负责配置和管理通信链路中各个I/O接口机箱的运行;接口机箱负责机箱内所有功能板卡上输入输出通道的控制和通信管理。各功能板卡之间以及各I/O通路之间均独立工作,某一个单元的故障不会影响其它单元或者整个系统的正常运行。 MSCIS接口系统的研制工作主要包括两大部分:系统硬件板卡(包括通信卡、控制卡、模拟量输入卡、模拟量输出卡和数字量输入输出卡)的研制和通信计算机软件研制。本文是在MSCIS接口系统通信卡、控制卡和系统驱动、测试程序研制的基础上完成的。研制工作和论文主要包括三个方面的内容:通信卡的研制,控制卡的研制和通信计算机软件的研制。 通信卡研制部分的主要内容包括复位电路的设计,共享RAM的实现与控制,地址空间的分配以及板上EPROM程序设计等。具体过程包括设计通信卡的原理图;设计和优化印刷电路板图;硬件制作和调试;编写及调试EPROM程序;设计及烧写GAL器件逻辑等。控制卡研制部分的主要内容包括并行机箱内总线的定义与控制,系统寻址空间分配,GAL器件应用,控制卡EPROM程序设计等。具体过程与通信卡研制基本相同。通信计算机软件研制主要包括系统驱动程序和系统测试程序研制。具体过程包括设计端口操作DLL,利用DLL的嵌套设计系统驱动模块,系统测试程序的设计,以及MSCIS接口系统软、硬件的联合调试,通信链路硬、软件测试与优化等。武汉理工大学硕士学位论文 MSCIS接口系统的成功研制提高了我校自主开发船舶仿真训练器接口系统的研发能力,降低了WMS系列仿真器的硬件成本,为实现整个仿真系统自主化研制跨出了重要的一步,具有较大的经济意义和社会意义。
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