本文關(guān)鍵詞：基于TMS320F2812的小型無(wú)人機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：無(wú)人機(jī)目前以使用靈活的特點(diǎn)在民用和軍用領(lǐng)域中發(fā)揮著非著重要的作用。無(wú)人機(jī)要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制飛行的功能所必需要有飛控計(jì)算機(jī)、傳感器和舵機(jī)三個(gè)基本機(jī)構(gòu)。微型自駕儀是小型無(wú)人機(jī)的系統(tǒng)的核心控制機(jī)構(gòu),其性能的高低直接影響著無(wú)人機(jī)性能的好壞。隨著無(wú)人機(jī)對(duì)控制系統(tǒng)的處理速度和微型化方面的要求越來(lái)越高,具備高速時(shí)鐘和豐富的外圍接口的DSP處理器為控制核芯的微型自駕儀目前成為飛控系統(tǒng)的研究熱點(diǎn)之一。 本文面向小型無(wú)人機(jī),用Altium Designer軟件設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了基于TMS320f2812的微型自駕儀,它是小型無(wú)人機(jī)的飛控分系統(tǒng)。系統(tǒng)包含三軸陀螺儀、加速度計(jì)、電子羅盤(pán)等所需的外設(shè)模塊以及外擴(kuò)存儲(chǔ)器、A/D轉(zhuǎn)換、串口通信、驅(qū)動(dòng)控制模塊等硬件資源擴(kuò)展,并集成了GPS設(shè)備接口和2.4G無(wú)線傳輸模塊以及舵機(jī)驅(qū)動(dòng)電路和電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路。傳感器可以檢測(cè)機(jī)體的狀態(tài)信息并把這些信息轉(zhuǎn)換成CPU可以識(shí)別的電信號(hào),控制系統(tǒng)計(jì)算接收的電信號(hào)并依此向舵機(jī)發(fā)出PWM控制信號(hào)從而修正機(jī)體的姿態(tài)。上位機(jī)可以通過(guò)串口通信對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)視和控制。手動(dòng)或制導(dǎo)指令可通過(guò)無(wú)線電或上位機(jī)輸入飛控。在硬件系統(tǒng)的電路板設(shè)計(jì)中,充分考慮了系統(tǒng)的抗電磁干擾(EMC)性能。在硬件平臺(tái)設(shè)計(jì)完成以后,針對(duì)系統(tǒng)的硬件調(diào)試編寫(xiě)了一些測(cè)試程序,對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行的必要的調(diào)試。通過(guò)對(duì)系統(tǒng)硬件平臺(tái)的長(zhǎng)時(shí)間的多次測(cè)試后表明,設(shè)計(jì)的方案是合理可行的,系統(tǒng)具有可靠性高、體積小、功耗低、實(shí)時(shí)性好等特點(diǎn)。
【關(guān)鍵詞】：無(wú)人機(jī) 微型自駕儀 TMS320F2812 A1tium Designer
【學(xué)位授予單位】：鄭州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：V249.1;V279
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-6
• 目錄6-8
• 1 緒論8-12
• 1.1 引言8
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀8-11
• 1.3 本課題的研究意義11
• 1.4 本論文研究的內(nèi)容11-12
• 2 無(wú)人機(jī)原理12-19
• 2.1 無(wú)人機(jī)的分類12
• 2.2 無(wú)人機(jī)的優(yōu)點(diǎn)12-13
• 2.3 飛行原理簡(jiǎn)介13-15
• 2.4 無(wú)人機(jī)系統(tǒng)的構(gòu)成15-16
• 2.5 飛控系統(tǒng)與地面站16-18
• 2.6 本章小結(jié)18-19
• 3 飛控硬件設(shè)計(jì)19-42
• 3.1 系統(tǒng)性能指標(biāo)20
• 3.2 總體設(shè)計(jì)方案20-22
• 3.3 DSP系統(tǒng)電路22-27
• 3.3.1 電源電路22-23
• 3.3.2 復(fù)位電路23
• 3.3.3 時(shí)鐘電路23-24
• 3.3.4 JTAG接口電路24
• 3.3.5 外擴(kuò)存儲(chǔ)器電路24-26
• 3.3.6 串口電路26-27
• 3.4 傳感器接口電路27-33
• 3.4.1 L3G4200D陀螺儀27-29
• 3.4.2 MMA7361加速度計(jì)29-30
• 3.4.3 HMC5883磁感應(yīng)計(jì)30-31
• 3.4.4 BMP085氣壓高度計(jì)31-32
• 3.4.5 NRF24L012.4G模塊32-33
• 3.5 舵機(jī)驅(qū)動(dòng)電路33-36
• 3.6 電池供電電路36-37
• 3.7 電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路37-38
• 3.8 PCB設(shè)計(jì)規(guī)則38-41
• 3.9 本章小結(jié)41-42
• 4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)42-61
• 4.1 開(kāi)發(fā)環(huán)境CCS簡(jiǎn)介42-43
• 4.2 初始化和主程序43-44
• 4.3 PWM信號(hào)的產(chǎn)生44-46
• 4.4 串行外設(shè)總線SPI46-49
• 4.5 ADC模塊分析49-51
• 4.6 虛擬IIC總線51-54
• 4.7 控制程序流程54-56
• 4.8 姿態(tài)解算方法56-58
• 4.9 導(dǎo)航算法分析58-60
• 4.10 本章小結(jié)60-61
• 5 系統(tǒng)的測(cè)試61-68
• 5.1 DSP電路測(cè)試61-62
• 5.2 外圍設(shè)備測(cè)試62-64
• 5.3 控制功能測(cè)試64-66
• 5.4 測(cè)試情況總結(jié)66-68
• 6 總結(jié)與展望68-69
• 6.1 本文總結(jié)68
• 6.2 工作展望68-69
• 參考文獻(xiàn)69-71
• 致謝71-72
• 個(gè)人簡(jiǎn)歷72

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本文編號(hào)：293169