本论文选题来自国家科技部2003年“国际科技合作重点项目计划”中的“阿尔法磁谱仪(AMS)轨迹探测器热控制系统(TTCS)的研制”项目。AMS是由遍布15个国家的56个研究机构合作承担的大型国际性科研项目,分为AMS-01和AMS-02两个阶段,其主要目的是寻找太空中的反物质和暗物质,并研究宇宙射线的成分与能谱。由中国中山大学、美国麻省理工学院、荷兰航空航天局等科研机构合作研制的TTCS系统对硅微条探测器三至五年的太空运行起着关键的温度保障作用。中山大学TTCS系统研发团队包括电子组、热工组和机械组。电子组负责TTCS系统电子控制子系统(TTCE)的研制。TTEC是TFCE中的主控板,承担了TTCS回路器件温度闭环控制,与专用采集计算机(JMDC)建立可靠通信(CAN通信),TTCS回路器件温度数据采集及执行安全保护措施(HealthGuard)任务。 本论文的主要工作有:1.LLC(LOW Level Control)Logic FPGA(FPGAl)上的TTCS低层回路控制的设计与测试,其中含Heater、Peltier的On/Off控制、PI控制的实现,安全保护措施(HeathGuard)的执行,编写回路中Pump、Valve的控制程序、APS/DPS数据采集程序(MAX1281驱动),实现PWM输出,并在仿真的环境下测试和验证上述功能的可行性和可靠性。2.在DAQ(DataAcquisition)Logic FPGA(FPGAO)上,实现FPGA与CAN的接口、FPGA与MCU的联接,使得FPGA与MCU协同工作,建立TTEC与JMDC的通信。3.在MCU上,实现初始化CAN控制器,处理AMS-CAN通信数据链路控制协议及TC和TM命令的解析和封装,控制DS1820的采集流程,读取PT1000的温度采集数据等功能;并且用EPROM模块取代MCU的PROM程序存储器。通过测试和验证,TTEC软件系统的功能基本达到要求,低层回路控制、CAN通信模块、温度数据采集模块的功能和可靠性基本满足飞行件的功能要求。由于条件的限制,对系统的测试和调试都是在仿真的回路中进行,所以需要在真实的TTSC回路中对TTEC系统的运行进行测试。