一種光電吊艙陀螺穩(wěn)定控制平臺(tái)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于光電吊艙陀螺穩(wěn)定平臺(tái)領(lǐng)域，特別是一種基于N10SII軟核實(shí)現(xiàn)的光電吊艙陀螺穩(wěn)定控制硬件平臺(tái)。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)在大多數(shù)陀螺穩(wěn)定平臺(tái)基于DSP、單片機(jī)等實(shí)現(xiàn)，在使用中有如下局限性:第一，接口不夠豐富、由于03?\單片機(jī)等接口管腳固定，在需要進(jìn)行擴(kuò)展或者接口更改時(shí)需要改動(dòng)硬件電路重新設(shè)計(jì)，增加了研制成本和研制周期。第二，串行執(zhí)行任務(wù)效率較低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種光電吊艙陀螺穩(wěn)定控制平臺(tái)，用以解決現(xiàn)有平臺(tái)擴(kuò)展不便的問題。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的方案包括:
[0005]一種光電吊艙陀螺穩(wěn)定控制平臺(tái)，包括由FPGA內(nèi)部邏輯單元構(gòu)建的可編程N(yùn)10SII處理器，以該N10SII處理器為核心，構(gòu)建外圍接口。
[0006]所述外圍接口包括AD接口、DA接口、測角傳感器接口、PWM接口、SPI接口、Uart接口和SDRAM接口。
[0007]通過AVALON總線構(gòu)建16位AD轉(zhuǎn)換器IP核接口，用于讀取2通道撓性陀螺數(shù)據(jù)。
[0008]通過AVALON總線構(gòu)建16位DA轉(zhuǎn)換器IP核接口，用于提供2通道陀螺施矩信號(hào)。
[0009]通過AVALON總線構(gòu)建4路周期占空比可調(diào)PWM發(fā)生器IP核，用于驅(qū)動(dòng)電機(jī)。
[0010]配置N10SII自帶SPI接口外接8Mb掉電不丟失Flash存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)系統(tǒng)信息和陀螺漂移數(shù)據(jù)。
[0011]通過AVALON總線構(gòu)建Uart接口 IP核，用于與顯控臺(tái)、圖像處理、傳感器通訊。
[0012]通過AVALON總線配置16位光電編碼器讀取IP核，用于完成與測角功能。
[0013]通過配置N10SII內(nèi)部自帶定時(shí)器，用于完成系統(tǒng)穩(wěn)定環(huán)和位置環(huán)采樣。
[0014]本發(fā)明采用FPGA構(gòu)建系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了一種高速、接口豐富、靈活易更改的控制系統(tǒng)硬件平臺(tái)，適用于光電吊艙的陀螺穩(wěn)定平臺(tái)控制。
【附圖說明】
[0015]圖1是硬件控制電路原理框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0017]一種光電吊艙陀螺穩(wěn)定控制平臺(tái)，包括由FPGA內(nèi)部邏輯單元構(gòu)建的可編程N(yùn)10SII處理器，以該N10SII處理器為核心，構(gòu)建外圍接口。外圍接口包括AD接口、DA接口、測角傳感器接口、P麗接口、SPI接口、Uart接口和SDRAM接口。
[0018]本實(shí)施例中，采用ALTERA公司生產(chǎn)的CYCLONE系列FPGA作為核心，能夠使設(shè)計(jì)者在很短時(shí)間內(nèi)構(gòu)建一個(gè)完整的可編程系統(tǒng)。利用SOPC Builder軟件自定義一款N10SII處理器，其中主頻、外圍接口、定時(shí)器均可靈活配置，能夠滿足設(shè)計(jì)要求。
[0019]本實(shí)施例中，選用EP2C20Q240I6型FPGA，SPI存儲(chǔ)器選用M25P80型FLASH，AD轉(zhuǎn)換器選用AD7892，DA轉(zhuǎn)換器選用AD7846，Uart串行編解碼器選用MAX3491。利用軟件構(gòu)建N10SII處理器，選擇占資源最多，功能也最多，速度最快的N1s ΙΙ/f型處理器。
[0020]配置SDRAM接口，本系統(tǒng)采用SDRAM存儲(chǔ)器作為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和程序運(yùn)行內(nèi)存，具備容量大，體積小，速度快的特點(diǎn)，存儲(chǔ)器選取HY57V641620ET-7I型SDRAM存儲(chǔ)器。
[0021]配置串行Flash接口，與外圍EPCS16串行Flash交聯(lián)，實(shí)現(xiàn)程序存儲(chǔ)。
[0022]建立JTAG Uart, N10SII處理器通過此接口完成在線編程和仿真。
[0023]建立4通道串行通訊接口，通過VHDL語言編寫Uart通訊模塊，通過AVALON總線掛在N10SII處理器上，能夠通過程序設(shè)置波特率、校驗(yàn)位等參數(shù)。
[0024]建立4通道PWM接口，硬件語言編寫PWM產(chǎn)生IP模塊，通過AVALON總線掛在N10SII處理器上，能夠通過程序設(shè)置周期、占空比等參數(shù)。
[0025]AD、DA讀寫接口，編寫讀寫邏輯控制模塊，讀寫AD、DA轉(zhuǎn)換器。其中AD通道采集陀螺數(shù)據(jù)，DA通道為給陀螺施矩值。
[0026]配置角度傳感器接口，通過編寫讀寫邏輯控制角度傳感器的讀寫。
[0027]設(shè)置4位10 口為輸出模式，驅(qū)動(dòng)4個(gè)LED，指示系統(tǒng)工作狀態(tài)。
[0028]以上給出了本發(fā)明涉及的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明不局限于所描述的實(shí)施方式。在本發(fā)明給出的思路下，采用對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言容易想到的方式對(duì)上述實(shí)施例中的技術(shù)手段進(jìn)行變換、替換、修改，并且起到的作用與本發(fā)明中的相應(yīng)技術(shù)手段基本相同、實(shí)現(xiàn)的發(fā)明目的也基本相同，這樣形成的技術(shù)方案是對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行微調(diào)形成的，這種技術(shù)方案仍落入本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種光電吊艙陀螺穩(wěn)定控制平臺(tái)，其特征在于，包括由FPGA內(nèi)部邏輯單元構(gòu)建的可編程N(yùn)1SII處理器，以該N1SII處理器為核心，構(gòu)建外圍接口。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光電吊艙陀螺穩(wěn)定控制平臺(tái)，其特征在于，所述外圍接口包括AD接口、DA接口、測角傳感器接口、PWM接口、SPI接口、Uart接口和SDRAM接口。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種光電吊艙陀螺穩(wěn)定控制平臺(tái)，其特征在于，通過AVALON總線構(gòu)建16位AD轉(zhuǎn)換器IP核接口，用于讀取2通道撓性陀螺數(shù)據(jù)。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種光電吊艙陀螺穩(wěn)定控制平臺(tái)，其特征在于，通過AVALON總線構(gòu)建16位DA轉(zhuǎn)換器IP核接口，用于提供2通道陀螺施矩信號(hào)。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種光電吊艙陀螺穩(wěn)定控制平臺(tái)，其特征在于，通過AVALON總線構(gòu)建4路周期占空比可調(diào)PWM發(fā)生器IP核，用于驅(qū)動(dòng)電機(jī)。6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種光電吊艙陀螺穩(wěn)定控制平臺(tái)，其特征在于，配置N1SII自帶SPI接口外接8Mb掉電不丟失Flash存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)系統(tǒng)信息和陀螺漂移數(shù)據(jù)。7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種光電吊艙陀螺穩(wěn)定控制平臺(tái)，其特征在于，通過AVALON總線構(gòu)建Uart接口 IP核，用于與顯控臺(tái)、圖像處理、傳感器通訊。8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種光電吊艙陀螺穩(wěn)定控制平臺(tái)，其特征在于，通過AVALON總線配置16位光電編碼器讀取IP核，用于完成與測角功能。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光電吊艙陀螺穩(wěn)定控制平臺(tái)，其特征在于，通過配置N1SII內(nèi)部自帶定時(shí)器，用于完成系統(tǒng)穩(wěn)定環(huán)和位置環(huán)采樣。
【專利摘要】本發(fā)明涉一種光電吊艙陀螺穩(wěn)定控制平臺(tái)。本發(fā)明基于FPGA可配置NIOSII軟核實(shí)現(xiàn)，設(shè)計(jì)了一種具備定時(shí)器、可編程PWM、AD接口、DA接口、UART接口、角度傳感器接口等的硬件平臺(tái)。本發(fā)明采用FPGA構(gòu)建系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了一種高速、接口豐富、靈活易更改的控制系統(tǒng)硬件平臺(tái)，適用于光電吊艙的陀螺穩(wěn)定平臺(tái)控制。
【IPC分類】G05B19/042
【公開號(hào)】CN105373047
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510897596
【發(fā)明人】徐梁, 陳國強(qiáng), 劉沛, 侯飛
【申請(qǐng)人】中國航空工業(yè)集團(tuán)公司洛陽電光設(shè)備研究所
【公開日】2016年3月2日
【申請(qǐng)日】2015年12月5日