双振镜激光扫描系统的fpga接口板设计

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1、!rAV/iin^iitkLUNIVERSITYOFELECTRONICSCIENCEANDTECHNOLOGYOFCHINA硕士学位论文MASTERTHESIS论文题目双振镜激光扫描系统的FPGA接口板设计学科专业电路与系统学号201221020117作者姓名陈群指导教师习友宝教授_____独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工

2、作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。作者签名：M,日期：年月曰论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后应遵守此规定）作者签名：导师签名：i分类号密级注1UDC学位论文双振镜激光扫描系统的FPGA接口板设计（题名和副题名）陈群（作者姓名）指导教师习友宝教

3、授电子科技大学成都（姓名、职称、单位名称）申请学位级别硕士学科专业电路与系统提交论文日期2015年3月31日论文答辩日期2015年5月22日学位授予单位和日期电子科技大学2015年6月28日答辩委员会主席评阅人注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。DESIGNOFDUALGALVANOMETERLASERSCANNINGSYSTEMINTERFACEBOARDBASEDONFPGAAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:C

4、ircuitsandSystemsAuthor:ChenQunAdvisor:ProfessorXiYoubaoSchool:SchoolofElectronicEngineering摘要摘要双振镜激光扫描系统是激光类飞机泊位引导系统的数据采集部分，其接口板主要负责数据采集的控制和初步处理。接口板的性能涉及到飞机泊位安全，因此研究双振镜激光扫描系统的接口板是非常有必要的，但是国内将双振镜激光扫描系统应用于飞机泊位引导系统的相关研究并不多。本文根据双振镜激光扫描系统接口板功能需求采用FPGA与ARM创建片上系统设计接口板，以高度集成了这两个核心

5、的XilinxZYNQ7020作为硬件平台。充分发挥ARM的控制能力和通用数学运算能力，FPGA强大的逻辑运算能力和海量数据运算能力，缩短了开发周期和难度，大幅降低了成本和功耗，并且还通过制定专用的通信协议，使得上位机与接口板获得了十分高效的数据传输性能。本文的主要研究内容如下：1、详细阐述了双振镜激光扫描系统应用在飞机泊位引导系统中的系统构成和工作原理，分析了项目对系统接口板的功能要求，讨论各种解决方案的利弊，最终提出了FPGA与ARM创建片上系统的综合实现方案。2、针对提出的解决方案设计出详细系统功能，并完成片上系统的逻辑设计和软件设计。

6、逻辑设计部分主要介绍了分频、扫描测距、电机定位、定点测距、电机启停及换向等功能的原理和实现方法。软件设计部分主要研究了指令控制解析及零点标定校准、走步设置等内容的原理和设计。3、研究了双振镜激光扫描系统接口板需要实现的功能，并根据功能需求制定了与外部IO设备交互的通信协议及接口板内部PS与ＰＬ间通信协议。最后还详细设计了每一条控制指令的实现方案，并在ZYNQ7020上编程完成每条指令的功能。4、对系统的逻辑设计和软件设计进行统一仿真验证，并通过平台测试，验证本文提出的系统接口板解决方案的正确性和有效性。最后总结接口板系统设计工作，并针对设计中

7、的不足提出改进方案。本文最终完成了双振镜激光扫描系统接口板的完整设计，并进行了完整的仿真验证，实现了接口板应具有的所有基本功能。本文的研究对于飞机泊位引导系统的设计和实现，激光双振镜系统的应用领域都是良好的拓展，对飞机泊位系统在国内的普及和应用具有推动作用，并带给研究该系统的相关人员一些启发作用。关键词：双振镜激光扫描，FPGA，ARM，片上系统IABSTRACTABSTRACTDualgalvanometerlaserscanningsystemisanimportantpartoflaseraircraftdockingguidesyst

8、em,andtheinterfaceboardisthekeypartinscanningsystem.Theinterfaceboardcanacquiresca