捷联惯导数字信号处理系统

摘要

本文以实际工程为背景,完成了基于DSP的光纤陀螺捷联惯导数字信号处理系统的软硬件设计.论文介绍了光纤陀螺的工作原理,简要分析了捷联惯导系统的基本原理,给出了捷联惯导系统的数学模型.本文重点完成了光纤陀螺捷联惯导系统数字信号处理部分的硬件、软件设计,分为以下三个部分. 一、以TI公司的高性能数字信号处理器TMS320C32为基础,设计了本系统的硬件基础一数字信号处理系统电路板.为了实现系统功能,系统板在硬件上主要具备了以下结构:1)外部扩展存储器系统；2)FPGA逻辑接口电路；3)陀螺及加速度计接口电路；4)RS422通用异步串行接口；5)三线测温和A/D转换电路；6)程序引导装载电路；7)MPSD调试接口. 二、在系统硬件电路板的基础上,以TMS320C3X汇编语言和C语言为工具,介绍了用于引导装载程序的Boot loader文件表的设计和C语言与汇编语言混合编程的方法. 三、介绍了FPGA器件的特点和设计流程,阐述了硬件描述语言VHDL的设计方法,给出了FPGA逻辑设计的一些技巧和在本系统中应用的实例,并且详细介绍了智能RS422通用异步串行接口的结构和收发模块的逻辑. 在设计中使用FPGA做主要的逻辑设计,对外通信接口使用了RS422通用异步串行接口,测温电路采用三线测温电路,有一定的创新意义. 本人绘制了电路板的原理图和PCB图,编写了部分底层驱动程序和FPGA逻辑功能模块,并完成了整块电路板的调试工作.电路板工作可靠,为捷联惯导系统的小型化、实用化做出了贡献.

目录

文摘

英文文摘

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第一章绪论

1.1惯性技术的应用

1.2捷联式惯性导航技术的特点

1.3数字信号处理器的优势

1.4论文的主要工作

第二章光纤陀螺简介

2.1光纤陀螺的基本原理

2.2光纤陀螺的优点

2.3光纤陀螺的性能指标

2.4光纤陀螺的种类

2.5本章小结

第三章捷联惯性导航原理

3.1惯性导航的基础知识

3.2捷联式惯性导航系统

3.3本章小结

第四章系统电路板的硬件设计

4.1数字信号处理器DSP(Digital Signal Processor)概述

4.2数字信号处理系统板的硬件整体方案设计

4.3接口电路设计

4.4本章小结

第五章系统软件的设计

5.1 Boot loader软件的设计

5.2汇编语言与C语言的混合编程

5.3本章小结

第六章FPGA功能模块的设计

6.1 FPGA芯片及其配置电路

6.2硬件描述语言VHDL

6.3 FPGA功能模块的设计

6.4本章小结

总结

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢