嵌入式无陀螺捷联导航计算机的硬件设计与实现

【摘要】： 无陀螺捷联惯性导航系统就是只用加速度计,不用陀螺仪,从加速度计测量的比力中,解算出载体角速度信息的捷联惯导测量组合。无陀螺捷联惯性导航不但可以有效的降低惯导系统的成本,而且具有动态范围大、反应快、精度高等特点。随着高速数字信号处理器和小型化、高灵敏度的硅微加速度计的不断问世,使无陀螺捷联惯性导航地实现变成可能。为了研究无陀螺捷联惯性导航理论,本文设计并实现了基于DSP的嵌入式惯性导航计算机。 本文以无陀螺捷联惯导系统的基本原理为基础,深入讨论了几种加速度计配置方案,并选择了一种九加速度计的安装方式。本文的研究重点是嵌入式导航计算机的硬件和系统软件设计。硬件设计部分,提出了以TMS320C6713 DSP为核心的导航计算机总体设计方案,分别介绍了各个功能模块的设计,主要包括电源管理、DSP时钟电路、外部存储器扩展、异步串口通信、A/D转换电路、电平转换电路;系统软件设计部分,详细说明了DSP相应寄存器的配置和各个功能模块初始化的方法,给出了程序流程图,完成了自加载程序的设计和使用。惯导计算机设计完成后,对系统进行了调试,以确保各部分符合设计要求。调试过程分为硬件和软件调试两部分。硬件电路的调试,主要依靠各种测试仪表的测量;软件的调试,借助集成开发环境来完成。 以TMS320C6713 DSP为核心构建的惯导计算机,具有体积小、功耗低、可靠性高、动态特性好等特点,而且集成了丰富的外围接口,可以方便的与GPS,数字罗经等设备构成组合导航系统。本设计的成功实现,为无陀螺捷联惯导系统的研究和推广提供了一种可靠的硬件解决方案。