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以DSP为核心处理器的捷联惯导计算机系统设计

作　者: 潘盛会
导　师: 高延滨
学　校: 哈尔滨工程大学
专　业: 导航、制导与控制
关键词: 捷联惯导系统 DSP6713 DSP HPI 硬件设计
分类号: TP338
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 408次
引　用: 2次
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内容摘要


捷联导航系统因为其自身特殊的优点和性能特点，正在受到越来越多的关注，得到越来越广泛的应用。然而，目前，国内大多捷联式惯性导航系统采用的老式微处理器，例如PC104，因为器件集成度低，体积大，功耗大，电路结构复杂，无法满足捷联惯导系统对小型化、高精度和实时性的要求。基于这种背景，并根据实际的应用指标，本文提出了基于DSP 6713的捷联导航系统硬件设计。在本论文中，系统的硬件设计方案采用的是双处理器结构。一个是主控制器一凌阳单片机SPCE061A。另一个就是主要负责数据解算的系统核心处理器—DSP TMS320C6713。单片机主要负责板上的控制任务，这样就可以让DSPC6713专门从事数据解算，而不会被经常打断，从而大大提高了系统的性能。系统的输入信号是三路加速度计和三路陀螺信号。这六路信号都是缓变的直流电流量，经过前端处理电路之后，由AD转换器对其AD转换，再由单片机把转换结果送入到DSP的存储空间。DSP在数据解算之后，通过串口把解算出来的导航信息上传给上位机。研究表明，基于DSP6713设计的捷联导航系统的硬件方案，可以有效地提高捷联解算系统的运算精度和速度，减小系统的体积、功耗和成本，满足捷联惯导系统对小型化、高精度和实时性的要求。使捷联惯性导航系统具备更好的应用前景。

全文目录


摘要  5-6
ABSTRACT  6-11
第1章 绪论  11-18
  1.1 捷联惯性导航系统的概述  11-12
  1.2 DSP简介  12-15
  1.3 DSP在惯性导航系统中的应用  15-16
  1.4 课题背景及意义  16-17
  1.5 本文的主要内容  17-18
第2章 DSP系统电路设计  18-42
  2.1 DSP系统的开发流程及 C6000的主要特点  18-19
  2.2 DSP最小系统的构建  19-36
    2.2.1 复位电路  20-23
    2.2.2 芯片电源系统设计  23-26
    2.2.3 芯片 PLL时钟系统和时钟电路  26-29
    2.2.4 系统的存储电路  29-36
  2.3 DSP与上位机通信接口的设计  36-40
    2.3.1 SPI串口协议  37
    2.3.2 C6713的 MCBSP  37-39
    2.3.3 SPI接口MAX3111E的 UART串口电路设计  39-40
  2.4 本章小结  40-42
第3章 DSP系统的底层软件设计  42-54
  3.1 在 CCS上的 DSP程序开发  42-43
  3.2 CMD文件的编写  43-46
  3.3 部分模块驱动程序设计  46-53
    3.3.1 PLL的初始化  46-48
    3.3.2 EMIF初始化  48-50
    3.3.3 串口MAX3111E的驱动开发  50-53
  3.4 本章小结  53-54
第4章 捷联惯导系统的结构及原理论述  54-60
  4.1 捷联惯导系统的结构简介  54-55
  4.2 常用坐标系简介  55-57
  4.3 捷联惯导系统的基本工作原理  57-59
  4.4 本章小结  59-60
第5章 DSP在捷联导航系统硬件设计中的应用  60-85
  5.1 基于 DSP的捷联导航系统硬件设计总体方案  60-61
  5.2 捷联导航系统数据采集电路设计  61-66
    5.2.1 捷联导航系统输入信号分析  61
    5.2.2 模拟信号的前端处理电路设计  61-64
    5.2.3 基于采样芯片 AD976的采样电路  64-66
  5.3 捷联导航系统数据采集控制电路设计  66-73
    5.3.1 控制器 SPCE061A简介  66-67
    5.3.2 控制器时钟系统  67-68
    5.3.3 控制器对捷联导航系统的控制逻辑设计  68-72
    5.3.4 捷联导航系统数据采集电路与 DSP系统的通信设计  72-73
  5.4 捷联导航系统底层软件设计  73-83
    5.4.1 捷联导航系统运算器 DSP程序总体流程结构  73-74
    5.4.2 捷联导航系统控制器的源程序设计  74-75
    5.4.3 SPCE061A的 C语言开发  75-76
    5.4.4 控制器部分程序代码  76-83
  5.5 本章小结  83-85
第6章 硬件系统设计调试  85-93
  6.1 硬件系统的相关参数及特性  85
  6.2 实现方式总结  85-91
  6.3 电路板实际图  91-92
  6.4 本章小结  92-93
结论  93-95
参考文献  95-98
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果  98-99
致谢  99-100
附录A 前端处理电路原理图  100-101
附录B 时钟电源电路原理图  101-102
附录C 控制器和串口电路原理图  102-103
附录D MEIF接口电路原理图  103

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 电子数字计算机（不连续作用电子计算机） > 各种电子数字计算机
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