基于CAN總線和DSP的陀螺動(dòng)態(tài)測(cè)試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

陀螺是一種應(yīng)用廣泛的慣性器件，而陀螺動(dòng)態(tài)測(cè)試系統(tǒng)是重要的研究課題，首先提出了采用CAN總線作為數(shù)據(jù)通訊方式，DSP作為各智能節(jié)點(diǎn)的主控制器來(lái)構(gòu)建陀螺動(dòng)態(tài)測(cè)試系統(tǒng)，然后介紹了系統(tǒng)的整體構(gòu)成，接著重點(diǎn)介紹了系統(tǒng)主要功能模塊的軟、硬件設(shè)計(jì)方法，最后給出了該系統(tǒng)的主要性能指標(biāo);目前該系統(tǒng)已被應(yīng)用于中船重工第七一七研究所光電裝備所用陀螺的人所復(fù)檢中;應(yīng)用結(jié)果表明:該系統(tǒng)技術(shù)先進(jìn)、功能完善、性能可靠，達(dá)到了預(yù)期設(shè)計(jì)要求。
陀螺是一種重要的慣性器件，其作用是將敏感載體旋轉(zhuǎn)時(shí)的角速度值轉(zhuǎn)化成模擬電壓或數(shù)字輸出，它主要應(yīng)用于平臺(tái)穩(wěn)定、導(dǎo)航系統(tǒng)、制導(dǎo)系統(tǒng)、自動(dòng)控制等領(lǐng)域川。用于獲取、處理和分析陀螺動(dòng)態(tài)參數(shù)的陀螺動(dòng)態(tài)測(cè)試系統(tǒng)是重要的研究課題。
CAN-bus(ControllerAreaNetwork)即控制器局域網(wǎng)，是國(guó)際上應(yīng)用最廣泛的現(xiàn)場(chǎng)總線之一，它具有高速通信速率、高可靠性、連接方便、多主站、通信協(xié)議簡(jiǎn)單和高性能價(jià)格比等突出優(yōu)點(diǎn)，其應(yīng)用領(lǐng)域已由最初的汽車(chē)工業(yè)迅速擴(kuò)展至航空工業(yè)、鐵路運(yùn)輸、工業(yè)控制、醫(yī)療設(shè)備和安全防護(hù)等。目前，CAN接口芯片的生產(chǎn)廠家眾多，協(xié)議開(kāi)放，價(jià)格低廉，且使用簡(jiǎn)單。因此，CAN-bus非常適合作為陀螺動(dòng)態(tài)測(cè)試系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通訊方式。
此外，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)陀螺數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集和處理以及對(duì)速率轉(zhuǎn)臺(tái)高精度伺服控制，在此引人了數(shù)字信號(hào)處理(DigitalSignalProcess,DSP)技術(shù)。DSP是一種特別適用于進(jìn)行實(shí)時(shí)信號(hào)處理的微處理器，具有高速的數(shù)據(jù)處理能力。美國(guó)TI公司的TMS320LF2407A(以下簡(jiǎn)稱2407)具有40MIPS的運(yùn)算速度，包括10位乘法器的運(yùn)算速度，具有32K字的片上閃存(Flash),16通道高速10位A/D、多個(gè)功能豐富的通用計(jì)時(shí)器、多路可編程脈寬調(diào)制(PWM)輸出及死區(qū)、多路信號(hào)輸人捕捉(CAP)、光電編碼盤(pán)接口(QEP)、以及業(yè)界通用的異步串行接口(SCI)、串行(同步)外設(shè)接口(SPI)和CAN總線接口。這些豐富的片上資源使得2407在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集及高精度伺服控制應(yīng)用中比傳統(tǒng)的單片機(jī)有著無(wú)與倫比的優(yōu)勢(shì)。因此，2407非常適合作為陀螺動(dòng)態(tài)測(cè)試系統(tǒng)的各智能節(jié)點(diǎn)的主控制器。