某小型无人机飞控计算机的设计

发布时间：2017-06-04 16:02

  本文关键词：某小型无人机飞控计算机的设计，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】： 随着无人机在军民两用领域重要作用的发挥,其性能指标和设计方法也在不断地提高。针对某小型无人机,提出并实现了以DSP为处理核心的无人机飞行控制计算机的设计方案。 本课题系统的整体设计方案是以DSP芯片TMS320LF2407A为主控制器,在其外围进行了并口方式的A/D、D/A、多异步串口通信接口以及存储器的扩展,丰富了系统硬件接口资源,并采用了复杂可编程逻辑控制器(CPLD)实现外围扩展电路的片选、中断控制。 全文着重对系统的硬件和软件进行了分析和研究,在软硬件的设计中采用了按功能划分的模块化设计方法。首先在文中对DSP芯片及其系统做了简要介绍;然后详细地给出了系统整体的硬件设计方案和具体的接口设计;最后介绍了飞控计算机的软件设计,包括了CPLD的设计编程和DSP软件程序的设计。此外,文中还叙述了设计中应用到的软硬件抗干扰措施。 实践证明,所设计的系统方案合理有效,具有较好的实时性和可靠性,满足了飞行控制系统的设计要求,实现了对无人机飞行控制系统的控制能力、运算能力等要求的提高。
【关键词】：无人机 DSP 飞控计算机 CPLD 硬件设计 软件设计
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：V279
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 绪论8-13
• 1.1 无人机概述8-9
• 1.2 课题方案的提出9
• 1.3 无人机飞控系统总体设计方案9-11
• 1.3.1 无人机飞行控制模式10
• 1.3.2 无人机飞行控制系统10-11
• 1.4 课题方案研究内容及关键技术11-12
• 1.5 小结12-13
• 第二章 DSP 芯片及其系统介绍13-20
• 2.1 DSP 芯片简介13-16
• 2.1.1 通用DSP 芯片结构特征13-14
• 2.1.2 TMS320LF2407A 简介14-16
• 2.2 DSP 系统的结构及开发16-19
• 2.2.1 DSP 典型系统16-17
• 2.2.2 DSP 系统的特点17-18
• 2.2.3 DSP 系统的设计18-19
• 2.3 小结19-20
• 第三章 飞控计算机硬件平台的设计20-49
• 3.1 飞控计算机硬件总体结构的设计20-21
• 3.1.1 硬件平台的设计要求20
• 3.1.2 硬件平台总体结构20-21
• 3.2 外部存储器的扩展21-23
• 3.2.1 程序存储器的扩展21-22
• 3.2.2 数据存储器的扩展22
• 3.2.3 I/O 空间的扩展22-23
• 3.3 模拟信号采集模块23-28
• 3.3.1 模拟信号的电压转换电路23-24
• 3.3.2 模拟信号采集电路24-27
• 3.3.3 MAX197 的硬件调试27-28
• 3.4 舵机、油门驱动电路28-33
• 3.4.1 模拟量控制方式28-31
• 3.4.2 DAC7625 的硬件调试31-32
• 3.4.3 PWM 控制方式32-33
• 3.5 串口通信模块33-40
• 3.5.1 串行通信接口标准简介34-35
• 3.5.2 DSP 片上串行通信接口35-36
• 3.5.3 TL16C554A 串行通信36-39
• 3.5.4 TL16C554A 的硬件调试39-40
• 3.6 开关离散量的输入输出电路40-41
• 3.7 控制逻辑的设计41-43
• 3.7.1 CPLD 和FPGA 的比较和选用41-43
• 3.7.2 CPLD 完成的逻辑控制功能43
• 3.8 辅助模块的设计43-46
• 3.8.1 时钟电路43-44
• 3.8.2 电源及复位电路44-46
• 3.8.3 仿真接口电路46
• 3.9 硬件抗干扰的设计46-48
• 3.10 小结48-49
• 第四章 飞控计算机软件平台的设计49-63
• 4.1 CPLD 的软件设计49-53
• 4.1.1 CPLD 的开发流程49-50
• 4.1.2 CPLD 的程序设计50-53
• 4.2 DSP 的软件设计53-61
• 4.2.1 DSP 软件设开发环境53-54
• 4.2.2 DSP 软件设计特点和流程54-55
• 4.2.3 AD 数据采集程序55
• 4.2.4 DA 转换程序55
• 4.2.5 串行通信程序55-59
• 4.2.6 开关量输入输出程序59
• 4.2.7 控制规律程序设计59-61
• 4.3 软件抗干扰的设计61-62
• 4.4 小结62-63
• 第五章 总结与展望63-64
• 参考文献64-67
• 致谢67-68
• 在学期间发表论文和科研成果68-69
• 附录一：主要硬件模块电路图69-72
• 附录二：飞控计算机实物图72

【引证文献】

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 谢娟;基于DoDAF的无人机飞行管理计算机系统体系结构研究[D];南京航空航天大学;2010年

2 高振;基于双DSC的无人机飞控计算机核心系统的设计与实现[D];南京航空航天大学;2011年

3 喻少林;基于DSP+FPGA的微小型无人机飞控计算机研究[D];浙江大学;2011年

4 方国军;某小型无人机机载软件的设计[D];南京航空航天大学;2008年

5 胡维超;基于586-Engine的小型化飞控计算机设计[D];南京航空航天大学;2009年

6 周文霞;基于ARM的某型无人机飞控计算机开发平台的研究[D];南京航空航天大学;2009年

7 张建鹏;小型低空飞艇测控系统中的飞行控制计算机设计[D];上海交通大学;2010年

8 徐晓鹏;基于DSP的无人机飞控系统的设计[D];南昌航空大学;2012年

9 尚何章;小型无人机飞行控制系统硬件设计与实现[D];南京航空航天大学;2012年

10 杨小兵;基于双ARM的飞控计算机核心系统的研究与设计[D];南京航空航天大学;2012年

  本文关键词：某小型无人机飞控计算机的设计，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：421424