《電子技術應用》
您所在的位置:首頁 > 嵌入式技術 > 設計應用 > 基于DSP和CPLD的小型無人機飛控計算機設計
基于DSP和CPLD的小型無人機飛控計算機設計
電子設計工程
摘要: 為了解決小型無人機對飛控計算機小型化和高精度要求的問題,設計以DSP為核心的主控模塊,采用大規模邏輯器件CPLD進行地址譯碼,完成邏輯處理及隔離、驅動功能,配合接口芯片28C94和AD/DA轉換芯片設計接口模塊、數據采集模塊及舵機驅動模塊?;谀K化設計的機載飛控計算機具有體積小,功耗低,精度高的特點。系統集成試驗和共計15h的驗證飛行試驗表明,該計算機處理數據的實時性滿足5ms數據采集、20ms控制律解算的要求,其輸出
Abstract:
Key words :

作者:李厚春,張小林 西北工業大學

0 引言

    小型無人機在現代軍事和民用領域的應用已越來越廣泛。在經歷了早期的遙控飛行后,目前其導航控制方式已經發展為自主飛行和智能飛行。導航方式的改變對飛行控制計算機的精度提出了更高的要求;隨著小型無人機執行任務復雜程度的增加,對飛控計算機運算速度的要求也更高;而小型化的要求對飛控計算機的功耗和體積也提出了很高的要求。高精度不僅要求計算機的控制精度高,而且要求能夠運行復雜的控制算法,小型化則要求無人機的體積小,機動性好,進而要求控制計算機的體積越小越好。

1 概述

    目前,隨著微電子技術的飛速發展,市場上出現了眾多功能強大,功耗、體積大大縮小的集成電路。芯片制造工藝的進步,像ARM,DSP等集成眾多外圍電路的CPU芯片以及EPLD,FPGA等大規模邏輯器件也已經出現,其性能比以前的芯片增強,外部電路也大為精簡。其中,數字信號處理器(DSP)以強大的指令系統、接口功能以及友好的開發環境顯示出功能完善,速度快,開發方便等優勢,能夠有效解決小型飛控計算機中高速與微型的矛盾,從而使為微、小型無人機量身設計的集高速度、高精度和小型化于一體的新型飛控計算機成為可能。

    在眾多處理器芯片中,最適合小型飛控計算機CPU的芯片當屬TI公司的TMS320LF2407,其運算速度以及眾多的外圍接口電路很適合用來完成對小型無人機的實時控制功能。它采用哈佛結構、多級流水線操作,對數據和指令同時進行讀取,片內自帶資源包括16路10位A/D轉換器且帶自動排序功能,保證最多16路有轉換在同一轉換期間進行,而不會增加CPU的開銷;40路可單獨編程或復用的通用輸入/輸出通道;5個外部中斷;集成的串行通信接口(SCI),可使其具備與系統內其他控制器進行異步(RS 485)通信的能力;16位同步串行外圍接口(SPI)能方便地用來與其他的外圍設備通信;還提供看門狗定時器模塊(WDT)和CAN通信模塊。TMS320LF2407豐富的片內資源配合LATTICE公司的EPLD以及串口擴展芯片28C94使飛控機實現較復雜的飛行控制與飛行管理功能,同時還滿足了小型無人機的小體積和低功耗的要求。CPU提供192 KWord字的可擴展外部存儲空間,能夠裝載較大的應用程序,進一步增強對外部電路的控制能力。系統開發語言選擇BC 3.1,能方便地開發應用程序,并使之有良好的可移植性。集成開發工具CC2000能很方便友好地實現系統的調試。

2 系統硬件設計

2.1 組成模塊

    飛控系統實時采集各傳感器測量的飛行狀態數據、接收無線電測控終端傳輸的由地面測控站上行信道送來的控制命令及數據,經計算處理,輸出控制指令給執行機構,實現對無人機中各種飛行模態的控制和對任務設備的管理與控制;同時將無人機的狀態數據及發動機、機載電源系統、任務設備的工作狀態參數實時傳送給機載無線電數據終端,經無線電下行信道發送回地面測控站。按照功能劃分,該飛控系統的硬件包括:主控制模塊、信號調理及接口模塊、數據采集模塊以及舵機驅動模塊等。具體的硬件構成原理如圖1所示。



2.2 模塊功能

    各個功能模塊組合在一起,構成飛行控制系統的核心,而主控制模塊是飛控系統核心,它與信號調理模塊、接口模塊和舵機驅動模塊相組合,在只需要修改軟件和簡單改動外圍電路的基礎上可以滿足一系列小型無人機的飛行控制和飛行管理功能要求,從而實現一次開發,多型號使用,降低系統開發成本的目的。系統主要完成如下功能:

    (1)完成多路模擬信號的高精度采集,包括陀螺信號、航向信號、舵偏角信號、發動機轉速、缸溫信號、動靜壓傳感器信號、電源電壓信號等。由于CPU自帶A/D的精度和通道數有限,所以使用了另外的數據采集電路,其片選和控制信號是通過EPLD中譯碼電路產生的。

    (2)輸出開關量信號、模擬信號和PWM脈沖信號等能適應不同執行機構(如方向舵機、副翼舵機、升降舵機、氣道和風門舵機等)的控制要求。

    (3)利用多個通信信道,分別實現與機載數據終端、GPS信號、數字量傳感器以及相關任務設備的通信。由于CPU自身的SCI通道配置的串口不能滿足系統要求,設計中使用多串口擴展芯片28C94來擴展8個串口。

3 系統軟件設計

    該系統的軟件設計分為2部分,即邏輯電路芯片EPLD譯碼電路的程序設計和飛控系統的應用程序設計。

3.1 邏輯電路程序設計

    EPLD用來構成數字邏輯控制電路,完成譯碼和隔離以及為A/D,D/A,28C94提供片選信號和讀/寫控制信號的功能。該軟件的設計采用原理圖輸入和VERILOG HDL語言編程的混合設計方式,遵循設計輸入→設計實現→設計校驗→器件編程的流程。系統使用了兩片ispLSI1048芯片,分別用來實現對A/D,D/A的控制和對串口擴展芯片28C94的控制。
3.2 系統應用程序設計

    由于C語言不但能夠編寫應用程序、系統程序,還能像匯編語言一樣直接對計算機硬件進行控制,編寫的程序可移植性強。由于以DSP為核心設計的系統中涉及到大量對外設端口的操作,以及考慮后續程序移植的工作,所以飛控系統的應用程序選用BC 3.1來設計,分別實現飛行控制和飛行管理功能。

    軟件按照功能劃分為4個模塊:時間管理模塊、數據采集與處理模塊、通信模塊、控制律解算模塊。通過時間管理模塊在毫秒級時間內對無人機進行實時控制;數據采集模塊采集無人機的飛行狀態、姿態參數以及飛行參數、飛行狀態及飛行參數進行遙測編碼并通過串行接口傳送至機載數據終端,通過無線數據信道發送到地面控制站進行飛行監控;姿態參數通過軟件內部接口送控制律解算模塊進行解算,并將結果通過D/A通道送機載伺服系統,控制舵機運行,達到調整、飛機飛行姿態的目的;通信模塊完成飛控計算機與其他機載外設之間的數據交換功能。

4 結語

    利用高速DSP控制芯片在控制律計算和數據處理方面的優勢及其豐富的外部資源,配合大規模可編程邏輯器件CPLD以及串行接口擴展芯片28C94設計小型機載飛控計算機,以其為核心設計的小型無人機飛控系統具有功能全,體積小,重量輕,功耗低的特點,很好地滿足了小型無人機對飛控計算機高精度、小型化、低成本的要求。該設計已成功應用于某驗證無人機系統。

此內容為AET網站原創,未經授權禁止轉載。
热re99久久精品国产66热_欧美小视频在线观看_日韩成人激情影院_庆余年2免费日韩剧观看大牛_91久久久久久国产精品_国产原创欧美精品_美女999久久久精品视频_欧美大成色www永久网站婷_国产色婷婷国产综合在线理论片a_国产精品电影在线观看_日韩精品视频在线观看网址_97在线观看免费_性欧美亚洲xxxx乳在线观看_久久精品美女视频网站_777国产偷窥盗摄精品视频_在线日韩第一页
  • <strike id="ygamy"></strike>
  • 
    
      • <del id="ygamy"></del>
        <tfoot id="ygamy"></tfoot>
          <strike id="ygamy"></strike>
          国产欧美日韩专区发布| 国产精品久久福利| 国产精品乱码久久久久久| 午夜精品久久久久久99热软件| 欧美精品在线观看91| 亚洲免费视频网站| 欧美日韩国产美女| 亚洲在线成人精品| 亚洲美女在线观看| 欧美大片在线看免费观看| 亚洲欧美日韩综合国产aⅴ| 欧美精品电影在线| 美女露胸一区二区三区| 久久九九热免费视频| 欧美性大战久久久久久久蜜臀| 一区精品久久| 久久久精品2019中文字幕神马| 亚洲精品一区二区三区在线观看| 国产日韩欧美黄色| 久久一二三区| 久久精品日韩欧美| 亚洲欧洲一区二区三区| 国产精品99久久久久久有的能看| 国产亚洲综合精品| 亚洲综合色丁香婷婷六月图片| 日韩视频在线免费| 亚洲精品国产欧美| 亚洲欧美日韩国产一区二区| 欧美国产一区在线| 亚洲免费久久| 久久久久久**毛片大全| 亚洲日本精品国产第一区| 亚洲片国产一区一级在线观看| 一本色道久久综合亚洲二区三区| 久久精品国产久精国产一老狼| 亚洲人成毛片在线播放女女| 欧美交受高潮1| 久久久久久亚洲精品不卡4k岛国| 欧美特黄a级高清免费大片a级| 亚洲午夜91| 一本大道久久精品懂色aⅴ| 欧美成人中文字幕在线| 亚洲午夜激情网站| 欧美日韩国产在线播放| 欧美日韩国产999| 在线观看视频日韩| 亚洲片区在线| 久久精品一区蜜桃臀影院| 国产欧美在线看| 亚洲图片自拍偷拍| 欧美日韩一区二区三区高清| 亚洲免费观看视频| 欧美日韩国产一区二区| 久久精品欧美日韩精品| 亚洲午夜羞羞片| 亚洲小说欧美另类社区| 性做久久久久久久免费看| 国产日韩欧美电影在线观看| 国产情人节一区| 欧美日产一区二区三区在线观看| 欧美岛国激情| 欧美激情亚洲另类| 欧美日韩国产精品一区| 久久久免费观看视频| 在线一区二区三区四区| 欧美激情性爽国产精品17p| 尤物九九久久国产精品的分类| 亚洲国产一区二区精品专区| 久久久水蜜桃| 久久在线免费观看视频| 亚洲欧洲精品一区二区精品久久久| 欧美成人三级在线| 在线观看免费视频综合| 在线看欧美视频| 久久蜜桃资源一区二区老牛| 国产亚洲精品久久久久动| 亚洲伊人久久综合| 亚洲欧美欧美一区二区三区| 亚洲人成网在线播放| 狠狠综合久久av一区二区老牛| 亚洲欧美综合网| 国产精品国产三级欧美二区| 日韩一区二区精品在线观看| 亚洲一区二区免费视频| 毛片一区二区| 国产噜噜噜噜噜久久久久久久久| 国产精品高潮在线| 欧美电影免费观看大全| 午夜精品网站| 黄色成人免费网站| 亚洲午夜免费视频| 在线看无码的免费网站| 亚洲中字黄色| 在线日韩日本国产亚洲| 亚洲午夜激情免费视频| 国产精品美女久久久久aⅴ国产馆| 乱人伦精品视频在线观看| 欧美精品91| 欧美国产一区在线| 日韩视频在线一区二区三区| 欧美日韩国产片| 国产欧美一区二区精品性| 欧美xart系列高清| 欧美视频三区在线播放| 亚洲免费视频网站| 久久久久久久精| 欧美国产在线视频| 欧美激情一区二区三区不卡| 美女成人午夜| 一色屋精品视频在线看| 久久久久一区二区三区四区| 亚洲欧美在线网| 韩国成人理伦片免费播放| 久久国产精品久久w女人spa| 久久精品午夜| 久久国产夜色精品鲁鲁99| 欧美在线观看www| 欧美日本不卡高清| 欧美日韩亚洲一区| 亚洲一品av免费观看| 久久人人爽人人爽爽久久| 亚洲日本电影| 国外成人网址| 国内精品久久久久国产盗摄免费观看完整版| 欧美日韩国产区| 日韩视频免费观看高清完整版| 欧美日韩精品系列| 欧美大色视频| 国产精品久久久久久久久久久久| 激情欧美一区| 国产精品久久久久国产精品日日| 久久人人爽人人| 久久爱www久久做| 欧美人成免费网站| 欧美精品91| 亚洲六月丁香色婷婷综合久久| 久久久久九九九九| 欧美承认网站| 国产亚洲一级| 一本色道久久综合狠狠躁篇怎么玩| 国产精品国产自产拍高清av| 亚洲国产精品久久91精品| 欧美aa在线视频| 久久久久国产精品人| 久久这里有精品15一区二区三区| 欧美在线啊v| 国产精品亚洲综合久久| 加勒比av一区二区| 欧美影院成人| 亚洲伦理在线| 国内精品久久久久影院优| 国产精品无人区| 亚洲日本va午夜在线电影| 久久久久久久久久久一区| 一本久久a久久精品亚洲| 国产美女搞久久| 欧美调教视频| 国产精品99久久久久久人| 国产精品视频网址| 国产日韩欧美自拍| 欧美国产三级| 欧美成人a∨高清免费观看| 一区二区欧美激情| 在线观看日韩av先锋影音电影院| 国产精品久久综合| 久久婷婷蜜乳一本欲蜜臀| 国内精品久久久久国产盗摄免费观看完整版| 美日韩丰满少妇在线观看| 欧美四级剧情无删版影片| 欧美成人一区二区在线| 久久蜜桃资源一区二区老牛| 在线观看免费视频综合| 国产一级一区二区| 激情五月综合色婷婷一区二区| 亚洲精品视频在线看| 欧美日韩视频在线一区二区观看视频| 国产精品v片在线观看不卡| 亚洲美女黄色| 在线观看亚洲精品| 国产精品久久久久国产精品日日| 亚洲国产精品久久久久秋霞蜜臀| 亚洲欧美日韩国产| 欧美日韩在线播放三区| 精品二区久久| 国产一区二区三区在线观看视频| 午夜精品视频在线观看| 久久久久久久综合狠狠综合| 久久久91精品| 国产欧美日韩视频在线观看| 韩国三级电影久久久久久| 一本久道久久综合婷婷鲸鱼| 亚洲日本成人在线观看| 亚洲欧美伊人| 久久夜精品va视频免费观看| 国产精品亚洲综合一区在线观看| 亚洲国产成人一区| 久久精品一区二区三区不卡牛牛| 免费一级欧美片在线观看| 亚洲素人一区二区| 午夜亚洲影视| 国产亚洲一区在线| 欧美三区不卡| 欧美日韩视频一区二区| 在线播放日韩专区| 亚洲成色www久久网站| 亚洲欧洲另类国产综合| 欧美乱人伦中文字幕在线| 欧美日韩国产影片| 久久嫩草精品久久久久| 欧美成人有码| 午夜视频一区在线观看| 国产一区在线播放| 久久久久久999| 男男成人高潮片免费网站| 国产亚洲成av人在线观看导航| 欧美a级一区| 欧美日韩在线一区| 99精品久久久| 亚洲网址在线| 欧美性猛交xxxx免费看久久久| 欧美性猛片xxxx免费看久爱| 尤物九九久久国产精品的特点| 精品91在线| 在线免费不卡视频| 久久国产一区二区三区| 亚洲伦理在线观看| 亚洲在线成人| 米奇777超碰欧美日韩亚洲| 一本色道久久综合亚洲91| 欧美在线视频在线播放完整版免费观看| 亚洲国产高清在线| 国产亚洲午夜高清国产拍精品| 夜夜嗨av色综合久久久综合网| 国产午夜久久久久| 欧美一区三区二区在线观看| 香蕉久久久久久久av网站| 欧美成人在线免费观看| 国产日韩一区二区三区| 欲香欲色天天天综合和网| 亚洲网站视频福利| 一本色道久久综合亚洲精品按摩| 日韩视频在线观看免费| 欧美一区二区三区成人| 国产在线欧美日韩| 91久久精品国产91性色tv| 亚洲网址在线| 日韩亚洲成人av在线| 揄拍成人国产精品视频| **网站欧美大片在线观看| 国产午夜精品在线| 国产热re99久久6国产精品| 久久国产精品99国产| 亚洲日本电影| 欧美亚洲综合久久| 欧美日韩ab片| 欧美视频日韩视频在线观看| 国产精品女主播在线观看| 一本色道精品久久一区二区三区| 老鸭窝毛片一区二区三区| 激情国产一区二区| 亚洲黄页一区| 欧美三级在线| 一本一本久久a久久精品综合麻豆| 欧美日韩亚洲精品内裤| 亚洲精品老司机| 亚洲视频电影图片偷拍一区| 欧美在线91| 欧美体内she精视频在线观看| 欧美在线中文字幕| 欧美日韩三区| 亚洲欧美中文在线视频| 在线观看一区二区视频| 国产综合久久久久久| 欧美黄色小视频| 亚洲午夜久久久久久尤物| 这里只有精品视频| 欧美日韩综合网| 国内成人精品视频| 国产精品一区二区久久精品| 最新69国产成人精品视频免费| 你懂的亚洲视频| 在线精品观看| 国产精品久久久久久av福利软件| 亚洲影视综合| 在线午夜精品自拍| 欧美一区2区视频在线观看| 久久一区二区三区av| 欧美综合国产精品久久丁香| 国产精品久久久一区二区| 亚洲私人黄色宅男| 亚洲电影免费在线观看| 另类专区欧美制服同性| 国产婷婷色一区二区三区在线| 亚洲免费视频网站| 亚洲精美视频| 欧美顶级艳妇交换群宴| 欧美日韩www| 国产精品影院在线观看| 亚洲欧美成人| 国产专区精品视频| 亚洲黄色在线视频| 国产一区二区三区高清在线观看| 国产区亚洲区欧美区| 欧美日韩一区二区三区免费| 国产在线精品一区二区中文| 韩国免费一区| 久久aⅴ乱码一区二区三区| 99在线精品观看| 国产一级一区二区| 99国产精品国产精品毛片| 一区二区三区欧美激情| 亚洲激情视频网| 欧美第一黄网免费网站| 校园春色综合网| 国产亚洲人成网站在线观看| 欧美wwwwww| 狠狠色伊人亚洲综合成人| 在线一区二区日韩| 午夜亚洲伦理| 国产精品视频精品视频| 久久成人一区| 在线亚洲一区| 亚洲精选大片| 怡红院精品视频在线观看极品| 老司机67194精品线观看| 国模精品一区二区三区色天香| 欧美另类在线观看| 亚洲人体大胆视频|