船用同步测速系统的硬件设计与实现研究

船用同步测速系统的硬件设计与实现研究

论文摘要

对于水下合作目标,同步声测距测速是比较常用的方法,其原理是在测量前先用高精度和高稳定度的晶振将发射机和接收机同步,这样发射机定周期的发送CW脉冲信号,同时接收机开始计时,直到检测到脉冲信号,记下这时的时延值即可解算出发射机与接收机之间的距离,再利用给出的测速模型即可求出艇的合速度以及纵速度和横速度。本论文所研究的内容是同步测速系统中的关键部分:三通道模拟接收机和数字信号处理部分的硬件与软件的研究。 论文首先给出了同步声测速的数学模型,依此设计出系统总体方案并给出总体技术指标。接着详细论述了各部分的硬件电路结构,硬件电路包括三个部分:前端模拟接收机电路的设计,包括放大电路、增益控制电路、滤波电路、A/D变换电路;数字信号处理电路的设计,包括三片定点DSP和一片浮点DSP的硬件电路及其外设接口的电路设计;控制电路的设计。软件方面主要完成了数字滤波器软件的设计、信号检测软件的设计、四片DSP之间数据通信软件的设计、单片机控制软件的设计,同时还完成了DSP程序固化及程序上电引导即Bootloader,其中四片DSP之间的数据通信更是本论文工作的重点和难点。

论文目录

  • 第1章 绪论
  • 1.1 引言
  • 1.2 论文研究内容
  • 1.3 论文结构
  • 第2章 同步测速原理及系统结构设计
  • 2.1 同步测速原理简述
  • 2.2 系统技术指标及总体结构设计
  • 2.3 本章小结
  • 第3章 系统硬件电路设计
  • 3.1 概述
  • 3.2 前端模拟接收电路的设计
  • 3.2.1 放大电路的设计
  • 3.2.2 滤波电路的设计
  • 3.3 DSP硬件接口电路的设计
  • 3.3.1 TMS320VC5416 DSP简介
  • 3.3.2 多通道缓冲串行口McBSP
  • 3.3.3 ADC和DAC的接口设计
  • 3.3.4 增益控制芯片的接口设计
  • 3.4 TMS320VC33浮点DSP简介
  • 3.5 单片机与DSP接口的设计
  • 3.6 DSP与PC机通信接口的设计
  • 3.7 CPLD接口设计
  • 3.8 本章小结
  • 第4章 系统软件的设计
  • 4.1 系统软件设计概述
  • 4.2 DSP5416-1的软件设计
  • 4.3 DSP5416-2的软件设计
  • 4.4 DSP5416-3的软件设计
  • 4.5 数字滤波器软件的设计
  • 4.6 本章小结
  • 第5章 软件引导模式
  • 5.1 引言
  • 5.2 BOOTLOADER引导模式选择
  • 5.3 串行EEPROM引导模式
  • 5.4 引导表的建立
  • 5.5 VC33的BOOTLOADER
  • 5.6 本章小结
  • 结论
  • 参考文献
  • 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
  • 致谢
  • 附录
  • 相关论文文献

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