[发明专利]一种实现卫星串口通信的方法

说明书

技术领域

本发明涉及卫星通信技术，尤其是实现卫星串口通信的方法，用于大型卫星或需要机动卫星及航天器姿态控制系统的执行机构控制力矩陀螺中。

背景技术

卫星运行过程中通过卫星姿轨控系统不停地实时地调整自己的姿态以适应需要，控制力矩陀螺作为姿轨控系统的主要执行者，它要不停地接收卫星的命令以提供不同的力矩输出并把自身的工作状态等信息实时地反馈给卫星，这样实现卫星高可靠地工作，他们之间的这种信息交换通过串口通信完成。在以往的卫星串口通信中，通常采用专用的串并转换芯片以实现卫星与从属设备之间的串口通信，此种串口通信方式存在的问题是要多增加外围电路器件，如果接收的命令和回传的数据很长，这将大大影响CPU的工作效率，并降低了系统的可靠性；器件的增加也将影响系统的可靠性；结构复杂、体积大而重、传输精度低，难以适应卫星系统的发展需求，因此研制新型的串口通信方式势在必行。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种实现卫星串口通信的方法，它能使控制力矩陀螺很好地受控于卫星。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下的技术方案实现的，一种实现卫星串口通信的方法，其包括如下步骤：

1)选实现串口通信的器件

包括反熔丝现场可编程逻辑器件FPGA芯片、数字信号处理DSP芯片、差分信号转换芯片，上位机通过串口通信器件实现与控制力矩陀螺通信；

2)上位机发送控制指令，转换芯片把差分信号转化为串行信号

上位机发送指令给控制力矩陀螺，为两路差分信号，通过差分信号转换芯片转化为串行信号；

3)在反熔丝现场可编程逻辑器件FPGA芯片中实现的串口接收程序接收串行信号并译码，接收到一帧数据指令后发送一个脉冲信号作为数字信号处理DSP芯片的中断信号，通过总线交互，数字信号处理DSP芯片读取反熔丝现场可编程逻辑器件FPGA芯片中获取的上位机控制指令；

4)数字信号处理DSP芯片经过一系列数据处理后，回传包括控制力矩陀螺的工作状态信息给FPGA芯片；

5)FPGA芯片读取DSP芯片的回传指令，经过编码后按串行数据帧格式按位发送并经差分信号转换芯片转换为两路差分信号给上位机，由此整个过程实现了上位机与控制力矩陀螺的通信。

所述的步骤3)中，串口信号的接收是不断检测串口信号线，当为低时开始接收串口数据，先接收高字节，接收完串口数据的每个字节后组成帧命令存放在寄存器中，尔后发送中断信号通知DSP读取，通过总线交互由DSP读取数据。

所述的步骤4、5)中，串口信号的发送是通过总线交互，FPGA读取DSP中控制力矩陀螺要回传给上位机的数据，接收完一帧数据后，按串行数据帧格式编码，高字节先发送直至低字节，然后按位发送出去给差分信号转换芯片转换成两路差分信号。

本发明采用反熔丝现场可编程逻辑器件FPGA芯片、数字信号处理DSP芯片、差分信号转换芯片为串口通信的器件，与现有技术相比，其优点和有益效果是：

1)能够有效地实现上位机与控制力矩陀螺通信，提高了通信精度高、速度和可靠性，能够实时调整卫星姿态，使卫星更好的运行；

2)结构紧凑、减少了体积和重量，减少了串口通信的器件。

附图说明

以下将结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。

图1是本发明的串口通信结构框图；

图2是本发明串行数据的帧格式示意图；

图3是本发明的串口接收流程图；

图4是本发明的串口发送流程图。

具体实施方式