以DSP为核心处理器的捷联惯导计算机系统设计

发布时间：2020-10-21 13:57

　　 捷联导航系统因为其自身特殊的优点和性能特点，正在受到越来越多的关注，得到越来越广泛的应用。然而，目前，国内大多捷联式惯性导航系统采用的老式微处理器，例如PC104，因为器件集成度低，体积大，功耗大，电路结构复杂，无法满足捷联惯导系统对小型化、高精度和实时性的要求。基于这种背景，并根据实际的应用指标，本文提出了基于DSP 6713的捷联导航系统硬件设计。 在本论文中，系统的硬件设计方案采用的是双处理器结构。一个是主控制器一凌阳单片机SPCE061A。另一个就是主要负责数据解算的系统核心处理器—DSP TMS320C6713。单片机主要负责板上的控制任务，这样就可以让DSPC6713专门从事数据解算，而不会被经常打断，从而大大提高了系统的性能。系统的输入信号是三路加速度计和三路陀螺信号。这六路信号都是缓变的直流电流量，经过前端处理电路之后，由AD转换器对其AD转换，再由单片机把转换结果送入到DSP的存储空间。DSP在数据解算之后，通过串口把解算出来的导航信息上传给上位机。 研究表明，基于DSP6713设计的捷联导航系统的硬件方案，可以有效地提高捷联解算系统的运算精度和速度，减小系统的体积、功耗和成本，满足捷联惯导系统对小型化、高精度和实时性的要求。使捷联惯性导航系统具备更好的应用前景。
【学位单位】：哈尔滨工程大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2007
【中图分类】：TP338
【部分图文】：

加速度计测量的沿载体坐标系轴向的载体的比力信息换到导航坐标系轴向，然后进行导航计算。如图4.4:图4.4捷联式惯性导航系统原理图图中:Ttb--一姿态矩阵口--一导航坐标系相对于惯性坐标系的角速度

哈尔滨工程大学硕士学位论文最后由A/D转换器将其转变成数字信号。信号的前端处理框图如图5.2:精精密密 密低通通通六路路路路路路路二级级级挑挑采采样样 样滤波波波采样样样多路路路程控控控 控电电阻阻 阻放大大大保持持持开关关关放大大大 大精精密密密 密密 密密密密密密 密密 密采采样样样样样样样样样样 样样样样样样样电电阻阻 图5.2信号前端处理框图图5.3信号滤波及采样电路根据实际经验，对于挠性陀螺捷联导航系统中，陀螺信号的采样电阻我们一般用20欧姆阻值的精密电阻。对于加速度计信号我们一般采用1K欧姆精密电阻。转换后的电压值大约都在士5V范围内。Vt=20*(0，03mA一200阴A)=0.6mV一4V(5一3)因为后面电路中的低通滤波器的增益值设计为2.8。则信号到达后级程控放大前的最大值不会超过士10V。捷联导航系统中，用来解算的各输入信号要求必须是同一时刻的，因此系统中必须要有采样保持器对信号进行即时保持。然后用模拟开关来实现各通道信号间的切换。数据采集时间间隔一般为几毫秒到几十毫秒，计算周期则等于采样周期或它的倍数。

前端
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本文编号：2850204