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基于DSP的弹载计算机控制系统的设计与实现
作 者: 方柳建
导 师: 杨新民
学 校: 南京理工大学
专 业: 导航、制导与控制
关键词: 弹载计算机 地磁传感器 串口通信 TMS320C6747 Flash
分类号: TP273.5
类 型: 硕士论文
年 份: 2012年
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内容摘要
制导炮弹是近年来世界各国竞相研制的高技术低成本武器。作为卫星制导炮弹的核心部件之一,高性能、高精度、低功耗、小尺寸的弹载计算机控制系统是制导炮弹工程实现中的关键技术。本文在研究数字信号处理器应用于弹载计算机控制系统的基础上,提出了一种基于新型数字信号处理器TMS320C6747的硬件平台方案,并且实现了以线圈式地磁传感器来测量弹体滚转姿态的方法。本文主要工作如下:文中首先通过分析制导炮弹对于弹载计算机控制系统的需求,提出了以DSP作为系统核心控制处理单元的初步设计方案,阐述了指导系统设计的主要原则。接着,为测量弹丸飞行过程中的滚转姿态信息,本文比较了几张常用的测量方法并采用了利用地磁场测量的方法,详细介绍了弹体坐标与地磁坐标间的转换关系,设计了相应的滚转测量电路。随后本文系统地介绍了基于TMS320C6747的弹载计算机硬件电路的设计与各个模块驱动程序的编写,实现了系统上电后由NOR Flash引导启动、地磁测量参数的采集、串口通信、NAND Flash擦写以及脉冲发动机的点火控制指令输出等功能。最后本文说明了对系统的硬件电路进行的测试,运行了各个模块驱动程序后并作出调试。分析结果表明弹载计算机系统硬件电路设计合理,各个模块功能正常有效。
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全文目录
摘要 3-4 Abstract 4-8 1 绪论 8-11 1.1 课题背景 8 1.2 国内外发展现状 8-9 1.3 课题研究的意义 9-10 1.4 本文的主要工作 10-11 2 系统设计思想 11-17 2.1 对系统的需求分析 11-12 2.1.1 功能需求 11 2.1.2 性能需求 11-12 2.2 系统核心单元的选择 12-16 2.3 系统设计原则 16 2.4 本章小结 16-17 3 滚转地磁测量 17-25 3.1 常用测量方法 17 3.2 滚转地磁测量法简介 17-18 3.3 磁场参数测量方法 18-19 3.4 弹体和地磁坐标关系 19-20 3.5 滚转测量电路设计 20-24 3.5.1 信号调理电路 21-23 3.3.2 ADC芯片特性 23-24 3.6 本章小结 24-25 4 弹载计算机硬件电路设计 25-50 4.1 基于DSP的最小系统设计 25-31 4.1.1 系统核心处理器TMS320C6747 26-27 4.1.2 C6747引导模式的管脚配置 27-29 4.1.3 基于锁相环的时钟电路设计 29-30 4.1.4 JTAG接口设计 30-31 4.2 DSP与Flash的接口电路 31-34 4.2.1 C6747与SST39LF400A的接口电路 31-32 4.2.2 C6747与NAND512W3A的接口电路 32-34 4.3 DSP与ADC芯片接口电路 34-36 4.4 串口通信电路 36-38 4.5 脉冲发动机控制电路 38-39 4.6 电源电路设计 39-45 4.6.1 线性稳压电源 40-41 4.6.2 电源芯片 41-45 4.7 滤波电路 45 4.8 PCB设计 45-49 4.8.1 抗高过载设计 46-47 4.8.2 板层规划 47 4.8.3 走线设计 47-49 4.9 本章小结 49-50 5 系统驱动程序设计 50-79 5.1 系统初始化程序 50-61 5.1.1 系统配置模块初始化 50-52 5.1.2 电源与睡眠控制器初始化 52-55 5.1.3 时钟分配设置 55-57 5.1.4 中断控制器的设置 57-59 5.1.5 定时器设置 59-61 5.2 Bootloader的实现 61-66 5.2.1 主程序可执行文件与CMD文件 61-62 5.2.2 AIS引导程序 62-64 5.2.3 NOR Flash的烧写程序 64-66 5.3 NAND Flash的接口程序 66-69 5.4 ADC芯片驱动程序 69-74 5.4.1 SPI接口初始化 69-71 5.4.2 读取ADC转换结果 71-74 5.5 RS-232串口通信程序 74-77 5.6 控制电路驱动程序 77-78 5.7 本章小结 78-79 6 系统测试与结果分析 79-86 6.1 弹载计算机系统初始化测试 79 6.2 串口通信电路的测试 79-81 6.3 滚转测量电路的测试 81-84 6.3.1 SPI接口测试 81 6.3.2 电压转换测试 81-83 6.3.3 地磁线圈联调测试 83-84 6.4 Flash测试 84 6.4.1 NOR Flash烧写测试 84 6.4.2 NAND Flash读写测试 84 6.5 GPIO输出测试 84-85 6.6 本章小结 85-86 7 结束语 86-87 7.1 总结 86 7.2 展望 86-87 致谢 87-88 参考文献 88-91
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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化系统 > 自动控制、自动控制系统 > 计算机控制、计算机控制系统
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