基于ARM的嵌入式小型飞行参数测试系统的设计

论文摘要

飞机飞行的高度、马赫数和升降速度等参数是飞机的自动控制、导航、火控、空中管制、和告警等系统必不可少的信息。随着飞机性能的不断增强,飞机上各系统对飞行参数测试的要求也越来越高,旧有的测试系统已逐渐不能适应现代高速飞机飞行参数的测试需求,本文针对项目委托方提出的技术要求,经过对飞行参数测试技术及其发展趋势的研究分析,最终确定采用嵌入式技术,设计一款基于32位微处理器ARM的集数据采集、处理、显示为一体的测试飞机飞行高度、马赫数和升降速度的系统。基于课题的研究内容,本文在分析研究飞机飞行参数测试原理的基础上,围绕着设计目标,从整体方案的选择、系统各部分元件的选取及测试系统的软硬件设计等方面阐述了主要开展的设计研究工作。重点对系统硬件电路设计、软件设计和气压传感器的温度补偿方法进行了深入论述。应当指出,本文介绍的大气数据参数测试专用机,选用小型化高采样速率的硅压阻式气压传感器、高性能的32位ARM微处理器、高精度A/D转换器、专用接口芯片等优化组合,集成度高,体积小,重量轻。实验结果表明了所设计的系统方案合理有效,具有较好的实时性和可靠性,基本上满足了系统的设计需要。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 飞行参数测试的研究背景及国内外现状
• 1.2 课题的研究任务及技术指标要求
• 1.3 本课题的主要研究内容
• 1.4 本课题的创新点
• 第二章 飞行参数测试系统总体方案设计
• 2.1 飞行参数的测量原理
• 2.1.1 飞行高度的测量
• 2.1.2 马赫数的测量
• 2.1.3 升降速度的计算
• 2.2 系统总体方案的设计
• 2.3 本章小结
• 第三章 系统传感器通道的设计
• 3.1 气压传感器通道的设计
• 3.1.1 压阻式传感器的原理与特点
• 3.1.2 压阻系数
• 3.1.3 压阻式传感器的输出特性
• 3.1.4 本系统气压传感器部分电路设计
• 3.1.5 ICS1230 型传感器简介及使用
• 3.1.6 1.5MA 恒流源的设计
• 3.2 温度传感器通道的设计
• 3.2.1 AD7416 芯片简介
• 3.2.2 温度传感器通道的电路设计
• 3.3 本章小结
• 第四章 数据采集与处理模块的设计
• 4.1 ARM 微处理器概述
• 4.1.1 ARM 微处理器的特点、应用和分类
• 4.1.2 ARM 微处理器的选型
• 4.2 AT91SAM7S64 微处理器简介
• 4.2.1 AT91SAM7S64 微处理器特点
• 4.2.2 AT91SAM7S64 微处理器结构
• 4.3 基于AT91SAM7S64 的硬件电路设计
• 4.3.1 系统供电电源电路部分设计
• 4.3.2 A/D 转换部分电路设计
• 4.3.3 微处理器AT91SAM7S64 外围电路的设计
• 4.3.4 串口电路设计
• 4.3.5 软件调试接口电路
• 4.4 数据采集板印刷电路
• 4.5 本章小结
• 第五章 系统软件设计
• 5.1 编程语言的选择及编译环境介绍
• 5.2 气压传感器的温度补偿
• 5.2.1 气压传感器温度补偿方法介绍
• 5.2.2 数据分析
• 5.3 系统主程序功能简介与结构框图
• 5.4 参数解算的软件实现
• 5.5 A/D 采集程序
• 5.6 本章小结
• 第六章 实验结果分析
• 6.1 本系统的原理误差分析
• 6.2 实验目的与方法
• 6.3 实验数据
• 6.4 结果分析
• 6.5 本章小结
• 第七章 总结与展望
• 7.1 结论
• 7.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文