[发明专利]基于双ARM单片机的平台式惯导设备通用计算机

说明书

技术领域

本发明涉及惯性导航计算机系统，尤其是一种用于平台式惯性导航系统的基于双ARM单片机的平台式惯导设备通用计算机。

背景技术

现有的平台式导航系统主要使用PC104计算机和单片机组成的上-下位机形式实现。单片机完成数据采集任务，并通过串口、并口或PC104总线等方式将数据发送给PC104，PC104根据导航误差补偿模型，根据下位机采集的数据计算补偿量，通过D/A实现补偿。

基于PC104计算机的平台式导航系统，其体积大，功耗大，成本较高，环境适应性特别是低温性能较差，难于满足陆用车辆苛刻的要求；

基于DSP的系统对电源要求高，易损坏，开发及生产成本较高；

其它单片机例如8051、AVR等构成的系统运算能力不足，不能很好的实现多传感器的数据采集和导航解算双重任务，外设少，不便于使用嵌入式实时操作系统，难以满足实时性要求。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明提供一种体积小、成本低、环境适应性好，运算能力强且实时性好的基于双ARM单片机的平台式惯导设备通用计算机。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

基于双ARM单片机的平台式惯导设备通用计算机，其特征在于，包括AD采集板和计算机底板，所述AD采集板和计算机底板分别安装有第一ARM处理器和第二ARM处理器；

所述AD采集板上还设置有三路6通道A/D转换器、三组调理电路、旋转变压器激磁输入模块和过零比较器，其中第一组调理电路的输出端通过第一6通道A/D转换器与所述第一ARM处理器连接，第二组调理电路的输出端通过第二6通道A/D转换器与所述第一ARM处理器连接，第三组调理电路的输出端通过第三6通道A/D转换器与所述第一ARM处理器连接，所述旋转变压器激磁输入模块的输出端与所述过零比较器的输入端连接，该过零比较器的输出端与所述第一ARM处理器的输入端连接；

所述计算机底板上包括导航控制模块、D/A补偿模块、通讯模块和端口控制模块，所述导航控制模块由第二ARM处理器及其外围电路组成，该第二ARM处理器与所述第一ARM处理器通过RS232串口通信，所述第二ARM处理器还分别与所述D/A补偿模块、通讯模块和端口控制模块连接。

所述第一组调理电路包括第一路旋转变压器输出信号调理电路、第一路加计信号调理电路和第一路陀螺信号调理电路；

所述第二组调理电路包括第二路旋转变压器输出信号调理电路、第二路加计信号调理电路和第二路陀螺信号调理电路；

所述第三组调理电路包括第三路旋转变压器输出信号调理电路、第三路加计信号调理电路和第三路陀螺信号调理电路。

所述D/A补偿模块包括4通道D/A转换器、方位误差补偿模块、横滚误差补偿模块和俯仰误差补偿模块，所述4通道D/A转换器与所述第二ARM处理器的SPI接口连接，该4通道D/A转换器的输出端分别与所述方位误差补偿模块、横滚误差补偿模块和俯仰误差补偿模块的输入端连接；

所述通讯模块包括通讯接口电路，所述第二ARM处理器通过该通讯接口电路与上位机、调试机双向通信；

所述端口控制模块设置有端口缓冲电路、水平陀螺回路控制模块、方位陀螺回路控制模块和端口检测电路，所述端口缓冲电路与所述第二ARM处理器双向连接，所述端口缓冲电路的输出端分别与所述水平陀螺回路控制模块和方位陀螺回路控制模块的输入端连接，所述端口检测电路的输出端与所述端口缓冲电路的输入端连接。

本发明的积极效果是：

基于双ARM单片机的平台式惯导设备通用计算机中的导航控制模块和数据采集模块都采用ARM单片机，选用工业级的ARM芯片，能够在-40℃~+85℃环境下工作；ARM单片机内部集成的功能丰富，所需的外围电路简单，使得以此构成的导航计算机电路简单，体积小且成本低，可靠性高，适应恶劣环境的能力大大增强，同时仅需要更改软件即可适应单轴、双轴或三轴平台式惯性导航设备，具有良好的通用性。

ARM单片机具有50MHz的运行频率，内部集成SRAM存储器，集成了RS232串口、CAN通讯接口及GPIO端口，使得外围电路设计大大简化，从而降低了成本，减小了体积。

ARM单片机还具有低功耗的特点，节约能源。

AD采集板和计算机底板分开，在提高了数据处理速度的同时，更方便发现问题，方便更换维修。

附图说明

图1为本发明的原理框图；

图2数据采集模块的外围电路图；