本文關鍵詞：基于TMS320F2812的小型無人機控制系統(tǒng)設計，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：無人機目前以使用靈活的特點在民用和軍用領域中發(fā)揮著非著重要的作用。無人機要實現(xiàn)自動控制飛行的功能所必需要有飛控計算機、傳感器和舵機三個基本機構。微型自駕儀是小型無人機的系統(tǒng)的核心控制機構,其性能的高低直接影響著無人機性能的好壞。隨著無人機對控制系統(tǒng)的處理速度和微型化方面的要求越來越高,具備高速時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)的研究熱點之一。 本文面向小型無人機,用Altium Designer軟件設計并實現(xiàn)了基于TMS320f2812的微型自駕儀,它是小型無人機的飛控分系統(tǒng)。系統(tǒng)包含三軸陀螺儀、加速度計、電子羅盤等所需的外設模塊以及外擴存儲器、A/D轉換、串口通信、驅(qū)動控制模塊等硬件資源擴展,并集成了GPS設備接口和2.4G無線傳輸模塊以及舵機驅(qū)動電路和電機驅(qū)動電路。傳感器可以檢測機體的狀態(tài)信息并把這些信息轉換成CPU可以識別的電信號,控制系統(tǒng)計算接收的電信號并依此向舵機發(fā)出PWM控制信號從而修正機體的姿態(tài)。上位機可以通過串口通信對系統(tǒng)進行監(jiān)視和控制。手動或制導指令可通過無線電或上位機輸入飛控。在硬件系統(tǒng)的電路板設計中,充分考慮了系統(tǒng)的抗電磁干擾(EMC)性能。在硬件平臺設計完成以后,針對系統(tǒng)的硬件調(diào)試編寫了一些測試程序,對系統(tǒng)進行的必要的調(diào)試。通過對系統(tǒng)硬件平臺的長時間的多次測試后表明,設計的方案是合理可行的,系統(tǒng)具有可靠性高、體積小、功耗低、實時性好等特點。
【關鍵詞】：無人機 微型自駕儀 TMS320F2812 A1tium Designer
【學位授予單位】：鄭州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：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 無人機原理12-19
• 2.1 無人機的分類12
• 2.2 無人機的優(yōu)點12-13
• 2.3 飛行原理簡介13-15
• 2.4 無人機系統(tǒng)的構成15-16
• 2.5 飛控系統(tǒng)與地面站16-18
• 2.6 本章小結18-19
• 3 飛控硬件設計19-42
• 3.1 系統(tǒng)性能指標20
• 3.2 總體設計方案20-22
• 3.3 DSP系統(tǒng)電路22-27
• 3.3.1 電源電路22-23
• 3.3.2 復位電路23
• 3.3.3 時鐘電路23-24
• 3.3.4 JTAG接口電路24
• 3.3.5 外擴存儲器電路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29-30
• 3.4.3 HMC5883磁感應計30-31
• 3.4.4 BMP085氣壓高度計31-32
• 3.4.5 NRF24L012.4G模塊32-33
• 3.5 舵機驅(qū)動電路33-36
• 3.6 電池供電電路36-37
• 3.7 電機驅(qū)動電路37-38
• 3.8 PCB設計規(guī)則38-41
• 3.9 本章小結41-42
• 4 系統(tǒng)軟件設計42-61
• 4.1 開發(fā)環(huán)境CCS簡介42-43
• 4.2 初始化和主程序43-44
• 4.3 PWM信號的產(chǎn)生44-46
• 4.4 串行外設總線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 導航算法分析58-60
• 4.10 本章小結60-61
• 5 系統(tǒng)的測試61-68
• 5.1 DSP電路測試61-62
• 5.2 外圍設備測試62-64
• 5.3 控制功能測試64-66
• 5.4 測試情況總結66-68
• 6 總結與展望68-69
• 6.1 本文總結68
• 6.2 工作展望68-69
• 參考文獻69-71
• 致謝71-72
• 個人簡歷72

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本文編號：293169