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基于ARM处理器的捷联系统研究

高健  
【摘要】: 微机械电子系统是采用纳米技术加工出的新一代微型机电装置,它以硅半导体材料为加工对象,采取专用集成电路制造技术加工出的外形尺寸在mm量级的具有驱动、控制和信号处理功能的微型器件。具有低成本、小型化、便于大批量生产、精度适中等特点。 本设计根据小型化、低成本的应用需要,设计了基于微机械惯性元件以及ARM微处理器的捷联系统CPU板。最终实现了对微机械陀螺、微机械加速度计、磁强计信号的实时高速采样、姿态及位置的解算以及与上位机的传输通信功能。同时,本设计成功的移植了μC/OS-II操作系统,并进行了任务的设计,外扩了GPS接口,为后续的发展提供了良好的硬件及软件基础。 首先,文章阐述了课题的应用背景及意义,简单地介绍了本捷联系统的硬件和软件技术。 其次,文章给出了微机械惯性元件的误差标定,介绍了捷联系统的原理,并确定捷联导航的算法。 接下来,文章介绍了基于ARM处理器的捷联系统的硬件设计。给出了硬件总体设计方案,并对各个功能模块进行了详细论述。 最后,文章给出了捷联系统的软件总体框架,分别论述了硬件驱动程序、操作系统移植以及任务的设计,并给出了实验结果。 试验和测试结果表明,本文设计的小型化CPU板运行效果良好,以ARM微处理器和μC/OS-II实时操作系统为核心的捷联导航系统,具有体积小、成本低、实时性强等特点,很有应用价值。


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