一種光電吊艙陀螺穩定控制平臺的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于光電吊艙陀螺穩定平臺領域，特別是一種基于N10SII軟核實現的光電吊艙陀螺穩定控制硬件平臺。
【背景技術】
[0002]現在大多數陀螺穩定平臺基于DSP、單片機等實現，在使用中有如下局限性:第一，接口不夠豐富、由于03?\單片機等接口管腳固定，在需要進行擴展或者接口更改時需要改動硬件電路重新設計，增加了研制成本和研制周期。第二，串行執行任務效率較低。
【發明內容】
[0003]本發明的目的是提供一種光電吊艙陀螺穩定控制平臺，用以解決現有平臺擴展不便的問題。
[0004]為實現上述目的，本發明的方案包括:
[0005]一種光電吊艙陀螺穩定控制平臺，包括由FPGA內部邏輯單元構建的可編程N10SII處理器，以該N10SII處理器為核心，構建外圍接口。
[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總線構建16位AD轉換器IP核接口，用于讀取2通道撓性陀螺數據。
[0008]通過AVALON總線構建16位DA轉換器IP核接口，用于提供2通道陀螺施矩信號。
[0009]通過AVALON總線構建4路周期占空比可調PWM發生器IP核，用于驅動電機。
[0010]配置N10SII自帶SPI接口外接8Mb掉電不丟失Flash存儲器，用于存儲系統信息和陀螺漂移數據。
[0011]通過AVALON總線構建Uart接口 IP核，用于與顯控臺、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內部自帶定時器，用于完成系統穩定環和位置環采樣。
[0014]本發明采用FPGA構建系統，實現了一種高速、接口豐富、靈活易更改的控制系統硬件平臺，適用于光電吊艙的陀螺穩定平臺控制。
【附圖說明】
[0015]圖1是硬件控制電路原理框圖。
【具體實施方式】
[0016]下面結合附圖對本發明做進一步詳細的說明。
[0017]一種光電吊艙陀螺穩定控制平臺，包括由FPGA內部邏輯單元構建的可編程N10SII處理器，以該N10SII處理器為核心，構建外圍接口。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]本實施例中，采用ALTERA公司生產的CYCLONE系列FPGA作為核心，能夠使設計者在很短時間內構建一個完整的可編程系統。利用SOPC Builder軟件自定義一款N10SII處理器，其中主頻、外圍接口、定時器均可靈活配置，能夠滿足設計要求。
[0019]本實施例中，選用EP2C20Q240I6型FPGA，SPI存儲器選用M25P80型FLASH，AD轉換器選用AD7892，DA轉換器選用AD7846，Uart串行編解碼器選用MAX3491。利用軟件構建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，本系統采用SDRAM存儲器作為數據存儲器和程序運行內存，具備容量大，體積小，速度快的特點，存儲器選取HY57V641620ET-7I型SDRAM存儲器。
[0021]配置串行Flash接口，與外圍EPCS16串行Flash交聯，實現程序存儲。
[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，能夠通過程序設置波特率、校驗位等參數。
[0024]建立4通道PWM接口，硬件語言編寫PWM產生IP模塊，通過AVALON總線掛在N10SII處理器上，能夠通過程序設置周期、占空比等參數。
[0025]AD、DA讀寫接口，編寫讀寫邏輯控制模塊，讀寫AD、DA轉換器。其中AD通道采集陀螺數據，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]設置4位10 口為輸出模式，驅動4個LED，指示系統工作狀態。
[0028]以上給出了本發明涉及的【具體實施方式】，但本發明不局限于所描述的實施方式。在本發明給出的思路下，采用對本領域技術人員而言容易想到的方式對上述實施例中的技術手段進行變換、替換、修改，并且起到的作用與本發明中的相應技術手段基本相同、實現的發明目的也基本相同，這樣形成的技術方案是對上述實施例進行微調形成的，這種技術方案仍落入本發明的保護范圍內。
【主權項】
1.一種光電吊艙陀螺穩定控制平臺，其特征在于，包括由FPGA內部邏輯單元構建的可編程N1SII處理器，以該N1SII處理器為核心，構建外圍接口。2.根據權利要求1所述的一種光電吊艙陀螺穩定控制平臺，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.根據權利要求2所述的一種光電吊艙陀螺穩定控制平臺，其特征在于，通過AVALON總線構建16位AD轉換器IP核接口，用于讀取2通道撓性陀螺數據。4.根據權利要求2所述的一種光電吊艙陀螺穩定控制平臺，其特征在于，通過AVALON總線構建16位DA轉換器IP核接口，用于提供2通道陀螺施矩信號。5.根據權利要求2所述的一種光電吊艙陀螺穩定控制平臺，其特征在于，通過AVALON總線構建4路周期占空比可調PWM發生器IP核，用于驅動電機。6.根據權利要求2所述的一種光電吊艙陀螺穩定控制平臺，其特征在于，配置N1SII自帶SPI接口外接8Mb掉電不丟失Flash存儲器，用于存儲系統信息和陀螺漂移數據。7.根據權利要求2所述的一種光電吊艙陀螺穩定控制平臺，其特征在于，通過AVALON總線構建Uart接口 IP核，用于與顯控臺、圖像處理、傳感器通訊。8.根據權利要求2所述的一種光電吊艙陀螺穩定控制平臺，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.根據權利要求1所述的一種光電吊艙陀螺穩定控制平臺，其特征在于，通過配置N1SII內部自帶定時器，用于完成系統穩定環和位置環采樣。
【專利摘要】本發明涉一種光電吊艙陀螺穩定控制平臺。本發明基于FPGA可配置NIOSII軟核實現，設計了一種具備定時器、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。本發明采用FPGA構建系統，實現了一種高速、接口豐富、靈活易更改的控制系統硬件平臺，適用于光電吊艙的陀螺穩定平臺控制。
【IPC分類】G05B19/042
【公開號】CN105373047
【申請號】CN201510897596
【發明人】徐梁, 陳國強, 劉沛, 侯飛
【申請人】中國航空工業集團公司洛陽電光設備研究所
【公開日】2016年3月2日
【申請日】2015年12月5日