引 言

近年来,广大科研工作者研究了各种减小电压捷联惯导系统的误差方法,使压电惯性器件的精度得到了极大的提高[1].本文介绍了一种实用的基于DSP实现的压电捷联惯导系统方案。

1 系统的硬件设计

整个压电捷联惯导系统分为三个部分：压电惯性组合部分;由ADS1251与ADuC834组成的信号接口与模数转换单元;由TMS320C54lO等构成的数据处理单元。系统框图如图1所示。

压电惯性组合采用专用压电陀螺及压电加速度计。由TI公司24位,20 kHz的A/D转换器ADSl251完成六路压电陀螺及压电加速度计的信号精确采样,实际采样速率为500 Hz。采用美国模拟器件公司的8位51 MCU微处理器ADuC834作六路采样的主控制器。ADuC834集成了温度传感器、62 KB的可编程程序EEPROM、定时器,以及I2C兼容的SPI和标准的串行I/O等。通过SPI方式读人六路采样转换后的信号,同时完成温度的采样,所有采样后得到的数字信号通过HPI接口写入到TMS320C5410的数据单元。采用ADuC834的口0与口2实现与TMS320C54lO的HPI接口相连,接口电路如图2所示。

数据处理单元由TMS320C5410、SST39VF200B及MAX3111E组成。TMS320C5410是TI公司54系列DSP处理器,外接10 MHz晶振,通过设置PLL,工作频率在100 MHz,处理能力可达到l00MIPS。它采用微计算机工作方式(MP/MC引脚接地),外接SST39VF200B作为外接存储器。系统启动时,由固化在TMS320C5410片内RoM的自举引导程序加载SST39VF200B中的应用程序。TMS320C5410与ST39VF200B接口如图3所示。

TMS320C5410的McBSP0与MAX3111E相连,完成串口数据的输出。设置McBSP0工作在SPI主动模式,与MAX311lE进行通信。电路接口如图4所示。

2 系统软件设计

2.1 HPl接口

系统软件包括ADuC834的软件设计与DSP的软件设计。ADuC834软件部分采用汇编语言编写,完成HPI的初始化、温度信号的采集、通过相应引脚的控制完成六路信号采集及接收、HPI数据的发送等。采用了HINT引脚信号来完成双方数据的同步。DSP通过向HPIc的HINT位写I,使HINT引脚变为低电平,指示ADuC834发送新的数据帧。ADuC834从引脚P2.7读到此低电平信号,写完一帧数据到设定的DSP数据区域,再写HPIC的HINT位,恢复HINT引脚为高电平。然后向HPIC中的DSPINT位写入1,通知DSP进人HPI中断接收数据。DSP接收完数据后,再向HPIC的HINT位写l,指示新的数据传输过程。