基于TS203 DSP的微型飞行器地面测控与显示装置研制

论文摘要

微型飞行器潜在的应用前景和使用价值,使其在较短的时间内就吸引了许多研究者的注意,并很快成为当今国际上一个新的研究热点。微型飞行器上所获取的视频数据及飞行器飞行参数等需要通过下行线路传送到地面控制站中进行接收、处理和显示。因此地面测控与显示系统是微型飞行器中重要的设备之一,而其中的视频图像的传输、处理与显示成为了微型飞行器实用化的一项关键技术。根据课题的来源和要求,本文为微型飞行器的地面显控任务提供了一个以DSP和FPGA为核心的复合信号实时处理系统。文章论证了以TS203 DSP为核心的地面显示控制系统总体方案,探讨了地面站系统的工作原理和流程,对该系统的硬件设计进行了详细的阐述,对系统中采用的重要芯片的关键设计都作了说明。其中DSP的合理应用保证了图像处理和传输过程的实时性,FPGA的使用也极大地提高了系统的集成度和灵活性。同时,本文在软件方面研究了图像显示的反走样算法,并对此地面站系统进行了程序设计与优化。该系统高集成度的硬件电路设计和经过优化的程序,有效地保证了地面站系统对下行信号数据的实时处理与可靠显示。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题来源
• 1.2 研究背景与现状
• 1.3 数字视频图像基本概念
• 1.4 本文的主要工作及意义
• 第二章 地面站总体方案设计
• 2.1 地面站方案论证
• 2.2 地面站方案的确定
• 2.3 地面站关键器件选择
• 2.3.1 数字信号处理器DSP 的选择
• 2.3.2 现场可编程门阵列FPGA 的选择
• 2.3.3 ARM 的选择
• 2.4 本章小结
• 第三章 地面站硬件设计
• 3.1 地面站系统设计环境PROTELDXP 介绍
• 3.2 地面站的硬件结构
• 3.3 主要处理单元在地面站中的作用及关键设计
• 3.3.1 信号处理单元在地面站中的作用及关键设计
• 3.3.2 FPGA 单元在地面站中的作用及关键设计
• 3.3.3 控制单元在地面站中的作用及关键设计
• 3.4 地面站其它功能单元的硬件设计
• 3.4.1 视频输出接口设计
• 3.4.2 JTAG 仿真接口
• 3.4.3 上电加载单元
• 3.4.4 时钟单元
• 3.4.5 电源
• 3.5 地面站PCB 设计
• 3.6 本章小结
• 第四章 地面站软件设计
• 4.1 DSP 指令特点
• 4.2 字符图形的反走样算法
• 4.2.1 旋转的原理
• 4.2.2 已有算法
• 4.2.3 本文所采用的算法
• 4.3 主程序设计
• 4.3.1 主程序介绍
• 4.3.2 存储器的使用情况
• 4.3.3 中断程序与数据流
• 4.4 程序优化设计
• 4.5 本章小结
• 第五章 地面站软硬件联调与调试结果
• 5.1 设计调试中的开发环境
• 5.1.1 DSP 开发环境
• 5.1.2 FPGA 开发环境
• 5.1.3 ARM 开发环境
• 5.2 系统静态测试
• 5.3 系统上电测试
• 5.4 功能调试
• 5.4.1 系统调试流程
• 5.4.2 测试JTAG 连接
• 5.4.3 DSP 的外部口DMA 传输调试
• 5.4.4 VGA 模拟输出和LCD 数字输出显示调试
• 5.5 程序加载调试
• 5.5.1 DSP 的Flash 程序加载调试
• 5.5.2 FPGA 的PROM 程序加载调试
• 5.5.3 ARM 程序加载调试
• 5.6 调试结果与分析
• 5.7 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 课题工作总结
• 6.2 进一步工作的展望
• 参考文献
• 致谢
• 在校期间所发表的论文和参与的科研项目
• 附录