基于DSP和CPLD技术的激光陀螺捷联惯导系统小型化导航CPU板的研制

论文题目: 基于DSP和CPLD技术的激光陀螺捷联惯导系统小型化导航CPU板的研制

论文类型: 硕士论文

论文专业: 光电科学与工程

作者: 许高雁

导师: 金世龙,汤建勋

关键词: 激光陀螺,导航板,小型化,鉴相解调,数字滤波

文献来源: 国防科学技术大学

发表年度: 2005

论文摘要: 当前,基于激光陀螺的捷联惯导系统正在得到越来越广泛的应用,在有些战术应用方面需要惯导系统体积非常小,结构紧凑,这就需要组成惯导系统的惯性测量组件以及信号处理电路都实现小型化。现今的小型三轴激光陀螺尺寸可以小于Φ80×100mm,但相应的信号处理电路体积还比较大,不能满足小型化应用的要求。本文根据小型化应用的需要,设计了基于DSP技术和CPLD技术的应用于激光陀螺信号处理的小型化CPU板。本文的设计难点在于CPLD芯片内部的逻辑电路设计和基于DSP的FIR低通数字滤波器设计。本文主要研究了: (1) 如何实现信号处理电路的小型化,制作了小型化的信号处理CPU板,尺寸为78×85mm~2。 (2) 根据激光陀螺信号处理原理,在CPLD芯片内设计了鉴相电路、倍频电路、计数电路和信号控制电路。 (3) 设计了CPLD与DSP的时序匹配,将CPLD的计数与寄存分开控制,外部时钟控制计数器计数,DSP指令控制计数器寄存,在DSP读取数据之前先向CPLD发送寄存信号,使DSP的数据读取与CPLD的数据寄存不会产生时钟冲突,解决了两个功能模块之间可能产生的时序不匹配问题。 (4) 编程调试了DSP芯片的A/D转换功能、SCI串口通信功能以及I/O端口输入输出功能。 (5) 在DSP芯片内设计实现了整系数低通数字滤波器,对二频机抖激光陀螺的输出信号进行了采样和数字滤波,去除了其中的抖动偏频信号及高频噪声。试验和测试结果表明,本文设计的小型化CPU板运行效果良好,实现了对加速度计信号的正确计数,对激光陀螺输出信号的计数、鉴相解调和采样滤波;实现A/D采样以及与上位机的传输通信。同时,本文的设计占用了很少一部分DSP资源,为后续发展提供了硬件基础。

论文目录:

摘要

ABSTRACT

第一章绪论

§1.1 激光陀螺的发展与应用

§1.2 激光陀螺工作原理

§1.3 激光陀螺捷联惯导系统介绍

§1.4 课题研究的意义

第二章小型化设计和器件选择

§2.1 小型化设计

§2.2 器件选择

§2.2.1 CPLD芯片

§2.2.2 DSP芯片

第三章 CPLD的设计与仿真

§3.1 激光陀螺信号读出原理

§3.2 激光陀螺输出信号的处理

§3.3 CPLD的设计思路

§3.4 CPLD的硬件电路实现

§3.5 CPLD的编译软件介绍

§3.6 CPLD设计的仿真结果

第四章基于DSP的功能模块设计

§4.1 TMS320LF2407A芯片的存储器配置

§4.2 基于DSP芯片的A／D模块设计

§4.3 基于DSP芯片的通信模块设计

第五章 FIR数字滤波器设计

§5.1 数字滤波器的基本原理

§5.2 简单整系数滤波器设计

§5.3 整系数滤波器的选取

§5.4 整系数滤波器的滤波算法

第六章软件设计与调试

§6.1 DSP编译软件介绍

§6.2 程序设计

§6.3 调试与结果分析

第七章总结

致谢

参考文献

附录Ⅰ 小型化导航CPU板电路原理图

附录Ⅱ A／D转换数据表1(50k)

附录Ⅲ A／D转换数据表2(100Ω)

发布时间: 2005-11-07

参考文献

[1].基于多核DSP的MUSIC算法研究与实现[D]. 魏民.哈尔滨工程大学2018
[2].基于DSP的大功率数字电源的设计与实现[D]. 吕贵勇.湖南大学2016
[3].麦克风阵列语音增强及DSP实现[D]. 王宏敏.辽宁工业大学2015
[4].某米波雷达测高数据处理软件设计与DSP实现[D]. 杜天有.西安电子科技大学2013
[5].基于DSP和FPGA的导航计算机设计[D]. 郭韶华.清华大学2011
[6].基于DSP的盒式数字助听器系统研究[D]. 白龙.北京交通大学2012
[7].基于小波变换的语音增强及DSP实现[D]. 马娜.东北石油大学2011
[8].基于DSP的超声手术刀电源控制电路的研究[D]. 罗珺.南京师范大学2011
[9].基于DSP的粉红噪声睡眠仪的研究[D]. 谭雅丽.陕西科技大学2012
[10].流星余迹通信中DSP高速数据传输技术研究[D]. 贾方.西安电子科技大学2008

基于DSP和CPLD技术的激光陀螺捷联惯导系统小型化导航CPU板的研制

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