基于ARM920T的HIRFL-CSR前端总线控制器FBC-01

本文论述用于兰州重离子加速器冷却存储环(HIRFL-CSR)控制系统的前端总线系统控制器FBC-01的硬件设计。该控制器是基于0.8mmBGA封装的AT91RM9200(ARM9)处理器,运行嵌入式LINUX操作系统。控制器可以连接标准的VGA显示器、键盘、鼠标,具有通用的10M/100M以太网接口、USB接口、RS-232接口、485接口、CANBUS接口。可以带SD卡、CF卡存储器。该控制器采用现场可编程的FPGA器件设计背板接口,并采用具有64mA高驱动能力的总线驱动器,不仅符合VME规范的电气要求,而且具有灵活的接口信号定义可编程能力,是HIRFL-CSR控制系统的关键部件。

基于MSC1210和CPLD的电源测控模块的设计

介绍了采用MSC1210单片机,结合CPLD和DDS设计的一个电源测控模块,它通过RS-485总线实现与上位机的通信,来控制电源的开关、调节和状态获取等。实践表明,该模块具有较高的可靠性、实时性和适应性。

基于MSC1210的电源控制模块的设计

介绍了基于MSC1210单片机设计的一个电源控制模块,它通过RS-485总线实现与上位机的通信,来控制电源的开关、调节和状态获取等,实践表明,该模块具有较高的可靠性、实时性和适应性。

R IBLL终端LA SCAR阵列探测器PM T高压控制系统的研制

介绍了R IBLL终端LA SCAR上PM T阵列电源高压控制系统。该系统以当今工程控制中常用的微型计算机作为核心器件,采用合适的外围电路达到了对PM T阵列稳定、可靠的控制,在现场测试中取得了良好的效果。

多路温度测控模块在真空控制系统中的应用

为了远程测量和控制多路设备温度,采用一种积分电路精确测量PT100热电阻的阻值。同时采用AT89C51单片机对所得数据进行非线形补偿,并通过RS-485总线接口,将所获得数据传送上位机,以便真空控制系统的联网控制。由于本模块对输入量同时采用硬件和软件的非线形补偿,故具有精度高、可靠性较好、电路简单、成本低、体积小、生产调试方便等特点。

基于MSP430单片机的远程束流诊断系统编程

通过RS-485总线和Intranet网络,来实现对束流的远程测量与控制,并给出软件的C程序实现和部分硬件功能模块的程序流程图。系统功能模块VAC401采用TI公司的MSP430F169混合信号处理器,具有超低功耗和高集成度等优点。利用它构建的控制网络功能强大,结构简单,可靠性高,抗干扰能力强,一般不需扩展外围器件。本束流诊断系统能够完成对加速器中束流的远距离测量与控制。

青藏高原冻融荒漠化的若干问题――以藏西-藏北荒漠化区为例

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中能重离子核反应产物测量装置4π带电粒子探测设备的研制

介绍了 4 π带电粒子多探测器系统 ,该系统由 2 76个探测器单元组成 ,每个单元分别由快、慢塑料闪烁体、碘化铯晶体、硅半导体探测器所组成的望远镜构成。总立体角覆盖约 86 %的 4 π以及有一个很低的能量探测阈。整个探测器系统轴向对称排列 ,工作在真空中。该探测器系统可以鉴别氢、氦的同位素 ,具有大的能量测量动态范围。

重离子束在医学治疗中的应用

重离子束治癌是重离子束在医疗领域中的一项典型的应用技术 .文章从重离子束在物理学与生物学上的特点 ,描述了它对肿瘤治疗具有的优越性 :物理剂量深度分布在射程末端有一个能量沉积集中区 ,其深度和大小均可调节 ;在靶区的相对生物效率 (RBE)高、氧增比 (OER)低 ;射程歧离与横向散射小 ;利用正电子发射断层照相 (PET)技术可以实时在线监测 ;可以三维扫描进行适形治疗 ;半致死损伤修复小 ;辐射敏感性不依赖细胞周期时相 .文章还介绍了这项技术的国内外进展 ,并对其未来进行了展望 .

CSR中磁铁线圈温度测量系统的研制

本论文主要讲述了一种服务于CSR磁铁保护的多路（64路）磁铁线圈温度测量系统。根据CSR工程的要求，该温度测量系统能对磁铁线圈中的数百个点进行测温，并达到±1℃的测温精度。文中详细阐述了该系统软硬件的研究、设计和实现。该测量系统中，主控芯片采用了美国德州仪器公司的16位低功耗单片机MSP430F149，论文中详细介绍了该单片机的结构特性、功能和基于该单片机的硬件组成和软件设计。硬件主要包括前端信号处理电路、A/D转换电路、VCO电路、液晶显示电路、数字键盘电路、以及为实现远程实时监测而采用的RS-485串行通信电路。在软件设计方面，利用IAR公司的C430 为开发工具 ，采取模块化设计方法，用C语言编制了温度测量系统的主控程序以及液晶驱动、键盘驱动、串行通信等程序模块，并配合硬件系统进行了多次调试（论文软件设计中给出了部分源程序清单）。论文最后讨论了适用于CSR现场工作环境的软硬件抗干扰措施及其实现。通过试验，该温度测量系统表现良好，满足设计要求。其特点是低成本、低功耗、可靠性高、并可根据不同需要应用于多种工程检测系统中

CSRm高频系统控制器

HIRFL-CSR（Heavy Ion Research Facility at LanZhou-Cooling Storage Ring兰州重离子冷却储存环）是国家重大科学工程，其控制系统是一个庞大的系统，由许多分控制系统组成，高频系统是其重要组成部分之一。加速器的加速过程都是由高频系统来完成的。由于高频控制系统的控制对象就是高频腔体，控制系统的稳定性和输出频率的精确性将直接影响到加速器系统的正常工作，而对于高频系统的状态回读又直接决定了对于高频系统的远程监控能力，所以高频控制系统的设计非常重要。本设计基于现场可编程逻辑门阵列FPGA和数字信号专用处理器DSP搭建， 一方面可以完成从控制中心远程控制高频腔体，另一方面也可以完成对于当前状态的读取，所经过的通道也是多样化的，包括CPCI总线通信，CANBUS总线通信或者是485总线通信。本文的内容包括了1>对于高频控制系统控制对象的分析以及各种控制参数要求。2>组成此系统的硬件部分分析选择以及硬件系统的搭建过程。3>对FPGA和DSP进行程序设计的过程和方法。本文的价值不仅在于对高频系统的控制上，对于其他数据采集系统，远程控制系统以及总线通信和数据分析算法上也有着参考价值

CSR-RIBLLII终端探测器中子墙电源控制系统的研制

中子墙是CSR-RIBLL II终端最重要的探测器,用来探测实验产物中的中子物质,中子墙选用504个光电倍增管做信号的读出。光电倍增管的工作状态对整个中子墙的探测效率影响很大，近代物理研究所研制的中子墙高压电源控制系统是与中子墙配套的。它采用集散式控制，为光电倍增管提供稳定的工作高压，同时监测光电倍增管工作过程中，高压的电压和电流状态，形成一个闭环的系统。本系统在节省成本，提供高压稳定性，方便操作上都有一定的优势。本文全面论述了一个基于半双工RS-485总线集散式控制系统的设计；根据中子墙高压电源控制系统需求出发，阐明了控制系统的开发背景、基本结构的建立、硬件设计方案和软件的实现。 本论文主要分为六部分：第一部分介绍了CSR－RIBLL II以及中子墙的结构和主要性能，第二部分介绍了光电倍增管和高压组件的基础知识，以及中子墙所有的光电倍增管和高压组件的主要参数，第三部分介绍了本控制系统的总体结构，第四到第六部分详细介绍了控制系统的本地控制单元的软件和硬件设计以及远程控制单元的实现

ECR等离子体的轫致辐射谱和极紫外光研究

本论文对电子回旋共振（ECR）等离子体发出的轫致辐射谱和极紫外光做了系统的实验研究，并对ECR等离子体的工作机制及新的应用前景进行了探索。 在ECR等离子体中，热电子对于离子的形成、约束以及整个等离子体的能量平衡具有重要意义，而由电子发出的轫致辐射谱则包含了电子的能量、密度等信息，因此，测量等离子体发出的轫致辐射谱作为一种非侵入式的诊断方式，成为等离子体诊断的有力手段。为了研究ECR等离子体中热电子这个重要组成部分，我们对三台高电荷态ECR离子源的轫致辐射谱进行了系统测量，并通过对实验谱的拟合得到一个代表等热电子平均能量的参量——光谱温度Tspe。通过测量不同工作参数下（例如微波频率、功率，约束磁场，掺气，负偏压等）等离子体的轫致辐射谱，深入研究了ECR离子源的这些工作参数对热电子能量及密度的影响，并对ECR等离子体中与电子加热及等离子体约束相关的一些物理问题进行了探索性的研究和讨论，在此基础上，对一些已在ECR离子源界得到广泛应用但其物理机制尚不十分清晰的经验性规律及技巧（如Scaling laws，掺气效应，负偏压效应等），做出了新的解释。其中的创新点有：通过对ECR等离子体轫致辐射谱的测量，首次从电子加热的角度诠释了在ECR源领域得到普遍认可的有关约束磁场的Scaling laws；首次实验观察到在磁场分量Blast≈Bext时，离子源的约束和引出之间的关系达到最佳，而当Bext小于Blast较多时，等离子体的约束将遭到较严重的破坏；实验观察到热电子能量随共振区磁场梯度的减弱而提高，并分别从单粒子轨道模型和电磁波在等离子体中的传播两个角度对这一现象进行了分析；基于实验现象，从抑制等离子体不稳定性的角度出发对掺气效应做出了新的解释。 由于在未来光刻及显微成像等领域的广泛应用前景，极紫外（EUV）和软X射线光源目前是国际上的研究热点，而ECR等离子体作为一种高离化态的等离子体，为EUV和软X射线光源的发展提供了一条新思路。为了研究ECR等离子体作为EUV光源的可行性，我们对其发出的波长在13.5nm附近的窄带宽EUV光功率进行了初步测量，在超导ECR离子源——SECRAL上，测量到了超过2W的窄带宽EUV光功率（2π sr），这是目前国际上利用ECR等离子体产生并测量到的EUV光功率中的最好结果，这一结果证明了ECR等离子体作为EUV光源的潜力，但在发射强度、转化效率等方面还需做出很大的改进，本论文给出了相应的研究发展思路

嵌入式技术在CSR控制系统中的应用

加速器控制系统的前端控制服务器系统的实现方案已经有很多，但随着电子技术的发展，特别是嵌入式技术的发展，又有很多新的性能更高，成本更低，实现更简单的力一案产生。值CSR控制系统的新建和HIRFL控制系统的改造之机，本文在总结前人技术的基础上，提出了一科，采用嵌入式技术实现前端控制服务器系统的新型方案。本文首先简要地介绍了CSR控制系统的基本思想和前端控制服务器系统，引出前端控制服务器系统的嵌入式技术实现方案。然后对CSR控制系统的被控对象，目前现场总线的发展和嵌入式技术的最新进展进行了一些分析，找到CSR控制系统中前端控制服务器系统的嵌入式技术方案的最佳实现方法，即采用嵌入式网关将RS-485总线接入以太网的方案。接下来就着重论述了基于RS-485总线的一些关键的嵌入式模块的研制，比如数字1／0模块，ADC模块，高精度ADC模块，嵌入式网关模块等等。通过这些模块的研制和测试成功，我们可以根据需要，选择适当的模块，搭建各个前端控制服务器系统的子系统。实践证明，这种采用嵌入式网关将RS-485总线接入以太网的技术去构建前端控制服务器系统的实现方法是可行的，该方案在性能、降低成本、集成度、稳定性、网络化等方面都有显著的提高。可以预见，随着嵌入式技术的发展，我们的控制方案会越来越完善。