基于FADS系统的数据解算卡的设计与实现

摘要

FADS系统（嵌入式大气传感系统）是获取大气数据参数的传感系统。随着现代飞行器向高机动性、高速度的方向不断发展，飞行控制系统对飞行器的空中姿态有了更严格的把控，这就为获取更精确、实时性更高的大气数据参数带了极大的挑战。为了实时可靠的获取FADS系统的大气数据参数，提出了数据解算卡的设计与实现。
　　首先，从软件和硬件两个方面对数据解算卡进行设计和分析。针对实时解算数据的要求，选用高精度、高性能浮点DSP作为核心处理器。在硬件上，对DSP最小工作系统进行设计，保障DSP系统正常工作。
　　其次，对数据解算卡的功能模块进行分析和设计，详细论述了数据解算卡基本功能的实现方法，主要有:设计SDRAM和FLASH的接口电路以及驱动程序，实现DSP外扩内存和程序的自举引导;设计A/D转换电路，开发电压采集程序，实现电压实时监测功能;开发算法程序，实现大气数据参数（攻角、侧滑角、动压、静压）的解算;对DSP进行串口扩展，设计数据通信程序及通信逻辑，保证数据解算卡可靠稳定的进行数据通信。
　　最后，搭建了测试平台，通过测试数据解算卡的各个功能模块，有效便捷的完成了数据解算卡的功能验证。最终测试结果表明，数据解算卡可以完成设计指标要求，能正确解算攻角、侧滑角、动压及静压，并且能对电压进行监测和通过RS422进行可靠地数据通信。

目录

声明

摘要

1绪论

1．1课题研究背景及来源

1．2研究现状

1．3研究目的和意义

1．4研究内容及论文章节安排

2数据解算卡方案设计

2．1大气数据测量装置简介

2．2数据解算卡功能

2．3方案设计

2．4 DSP最小系统设计

2．4．1 DSP选型

2．4．2电源电路设计

2．4．3复位监测电路设计

2．4．4时钟电路设计

2．4．5 JTAG在线调试接口设计

2．5本章小结

3数据解算卡底层驱动程序的设计与实现

3．1数据解算卡驱动程序设计分析

3．2 DSP开发环境及流程

3．2．1 DSP开发环境

3．2．2 DSP开发流程

3．3系统初始化

3．3．1 PLL初始化模块

3．3．2中断初始化模块

3．4 SDRAM驱动模块设计

3．4．1 EMIF接口设计

3．4．2 EMIF接口初始化

3．5 FLASH驱动模块设计

3．5．1程序引导方式

3．5．2 EMIF与FLASH存储器接口

3．5．3 SM29LV320的操作控制

3．5．4 FLASH的自举引导

3．6电压监测模块设计

3．6．1 A／D接口电路设计

3．6．2 AD7478工作时序

3．6．3 A／D驱动程序设计

3．7串口扩展模块设计

3．7．1串口扩展方案

3．7．2串口扩展电路设计

3．7．3串口驱动程序设计

3．8本章小结

4内部逻辑设计

4．1数据解算算法程序

4．1．1攻角、侧滑角的解算

4．1．2动压、静压的解算

4．1．3解算数据的校正

4．2电压采集程序

4．3数据通信模块逻辑及可靠性设计

4．3．1数据通信模块逻辑设计及实现

4．3．2通信逻辑模块可靠性设计

4．4数据解算卡主程序

4．5本章小结

5数据解算卡的性能测试与验证

5．1数据解算卡电路测试

5．1．1供电测试

5．1．2复位测试

5．2单元测试

5．2．1数据解算卡验证平台的搭建

5．2．2驱动程序功能测试

5．2．3数据解算参数正确性测试

5．2．4电压监测功能测试

5．2．4数据通信模块测试

5．3本章小结

6．1总结

6．2展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及所取得的研究成果

致谢