基于定点DSP的航姿数据采集与处理系统.pdf

《基于定点DSP的航姿数据采集与处理系统.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、2012住2012第11期No．1】基于定点DSP的航姿数据采集与处理系统罗琴，赵忠华(上海交通大学电子信息与电气工程学院，上海200240)摘要：为实现航姿参考系统(AHRS)中航姿数据的快速采集和实时处理，设计一种基于定点DSP的航姿数据采集与处理系统。由微电子机械系统(MEMS)加速度传感器和陀螺仪以及三轴磁强计采集到的航姿数据通过高速模数转换器(ADC)转换成数字信号送入定点DSP进行处理，利用ADSP—BF506F的主频可达400MHz的优势，用软件实现定点DSP模拟浮点运算，在傈证实时性的前提下提高数据处理的精度。文中详细介绍了数据

2、采集系统的硬件电路设计以及定点DSP模拟浮点运算的原理和试验方法。该系统方案成本低、抗干扰性强、功耗小，能够有效进行数据采集与处理工作，试验调试取得了良好的效果，为后期的姿态解算工作提供了便利。关键词：航姿参考系统；MEMS惯性传感器；数据采集系统；定点处理器；浮点运算中图分类号：TP274．2文献标识码：A文章编号：1002—1841(2012)l1—0172—02仪NavigationPositionDataAcquisitionand表ProcessingSystemBasedonFixed—pointDSP技e术LUOQin，ZHAOZ

3、hong—hua(SchoolofElectronicInformationandElectricalEngineering，ShanghaiJiaotongUniversity，Shanghm200240，China)与Abstract：Akindofnavigationpositiondataacquisitionandprocessingsystemwasdesignedtoimplementthenavigationdata—Sfastaequsitionandreal—timeprocessinginAHRS．Theanalogsig

4、nalscameoutoftheMEMSaccelerometers，gyroscopesandthemagnetometerweresenttotheADconverter．Theconverteddatawereprocessedbythefixed—pointDSP．ThedominantfrequencyoftheADSP—BF506Fcanreach400MHz．thefloatingpointarithmeticcanbesimulatedonfixed—pointDSP．Itcanimprovethedataprocessingp

5、recisionwithoutaffectingthereal—timecapability．Thispaperintroducedthehardwareciucuitdesignofthesystemandtheprincipleofthefloating—pointcalculationonfixed—pointDSP．Thissolutionhasmanyadvantagesuchaslowcost，stronganti—jammingcapabilityandsmallpower．Itcanimplementdataaequsition

6、andprocessingeffectivelyandthetesteffectisgood．Itcanalsoprovideconvenienceforthelateworkofattitudesolving．Keywords：AHRS；MEMSinertialsensor；fixed—pointDSP；dataacquisitionsystem；floating—pointcalculation0引言ADS1158的模数转换，转换后的数字信号送入到DSP进行处传统的AHRS虽精度高但是成本也非常高，且体积偏大，理，其工作原理如图1所示。只适

7、用于军事应用。随着MEMS惯性传感器的出现与发展，使得精度相对较低的微小AHRS在众多民用领域得到广泛应用。目前在微小型AHRS开发设计中使用较多的是浮点型DSP，此类DSP在硬件上实现了浮点运算，运算精度非常高，然而相较于定点DSP而言它的价格比较昂贵。随着定点DSP的图1数据采集系统的工作原理图主频断提高，使得在定点DSP上用软件来模拟浮点运算有可1．1航姿数据采集模块行性J。文中采用ADSP—BF506F设计了一套航姿数据采集航姿数据采集模块采用2片MEMS加速度传感器与处理系统，对其数据采集模块进行了硬件电路设计，同时对ADXL204，

8、3片MEMS陀螺仪ADXRS620以及l片i轴磁强计定点DSP模拟浮点运算进行了原理分析以及算法仿真。该方HMC1053构成，此三类传感器的输出信号为