[发明专利]多路精密时序控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种时序控制装置，具体涉及一种精密控制火工品起爆时间及高速相机图像记录的时序控制装置系统。

背景技术

在许多工业和科研火工品测试领域，需要精密控制一系列火工品的点火时间，火工品点火时间与触发信号间控制精度需要达到微秒级。

同时需要使用高速乃至超高速相机来拍摄被测火工品点火、起爆、爆炸过程，但是高速相机本身所带存储空间都十分有限，许多相机采用最高频率（一般5000帧/秒～10000帧/秒，最高可达百万帧/秒以上）拍摄时，存储空间只能够记录几秒种，最短仅有1到2秒的时间，这就要求相机启动拍摄的时刻与被拍摄火工品点火爆炸过程精确进行时序控制，否则相机将会错过需要记录的过程。

目前国内还没有针对火工品点火、起爆时间和相关高速相机图像记录启动时间的精确控制系统。

发明内容

为了解决背景技术中所存在的技术问题，本发明提出了一种多路精密时序控制装置，可以同时实现对火工品点火、起爆时间和相关高速相机图像记录启动时间的精确控制。

本发明的技术解决方案是：多路精密时序控制装置，其特殊之处在于：包括操作面板单元、主控单元、定时控制单元以及系统供电单元；所述操作面板单元、主控单元、定时控制单元依次连接，所述系统供电单元分别与操作面板单元、主控单元、定时控制单元连接。

上述主控单元包括MCU处理器以及分别与MCU处理器连接的通道选择单元、通信接口单元、人机接口单元、存储单元以及电源电路；MCU处理器实时扫描操作面板单元按键开关状态，形成配置和控制指令，对定时控制单元进行延时时间预设、启动控制。

上述定时控制单元包括20路（不限于20路）延时控制模块，其中16（不限于16路）路用于测试设备延时启动控制，4路（不限于4路）路用于起爆控制，定时控制单元为通过软件编程设计，在FPGA芯片硬件实现的定时控制模块，所有各路模块采用统一设计，计数频率同源设计，这样保证了所有通道间的时间计数统一，进而保证了各通道延时的精度。定时控制单元的计数频率来自于主控单元的高稳定度晶振，并接收主控单元设置的定时时间用于延时计数。延时计数结束后将触发信号外送进行输出控制。

上述操作面板单元包括分别与MCU处理器连接的显示屏、电压表、键盘、操控按钮、通道使能开关、测试孔。

上述通信接口单元、人机接口单元分别是与液晶屏连接的RS485接口、与计算机的通信的RS232接口。

通道选择单元是通过操作面板单元的20路的拨码开关。

上述MCU处理器是32位ARM处理器，不限于LPC2294。

上述存储单元是8K容量E²PROM铁电存储器，不限于FM24C64。

上述人机接口单元采用4×4矩阵键盘。

本发明的优点是：

1）可以同时实现对火工品点火、起爆时间和相关高速相机图像记录启动时间的精确控制；

2）可以实现高精度的控制逻辑输出，设计中采用高性能FPGA和高稳有源晶振实现系统延时控制，采用电平输出方式时系统延时时间精度优于5μs，采用开关信号输出方式时系统延时时间精度优于3ms；

3）输出通道多，包括20路（不限于20路）延时控制模块，其中16路（不限于16路）用于延时启动控制，4路（不限于4路）用于起爆控制（两路用于火工品起爆；四路组合使用，用于电磁阀控制）等；

4）可以实现各通道自检结果、设置参数等信息的断电保存，下次系统加电后自动读出上次设置参数待用；

5）可以实现对火工品起爆、点火的稳定可靠控制，避免了在上电初始化过程中某些干扰信号对连接火工品起爆电源、火工品点火造成影响。

附图说明

图1为本发明的总体构成图；

图2为本发明的硬件组成框图；

图3为本发明的操控面板示意图；

图4为本发明的火工通道接口电路图。

具体实施方式

参见图1，本发明多路时序控制装置由四部分组成：操作面板单元1、主控单元2、定时控制单元3、系统供电单元4。

操作面板单元1作为系统的人机交互界面，配置显示屏、电压表、键盘、操控按钮、通道使能开关、测试孔等，用于实现相关设置和控制的输入以及相关信息、状态等显示功能；