[发明专利]基于DSP和CPLD的小型无人机飞行控制系统

说明书

本发明涉及基于DSP和CPLD的小型无人机飞行控制系统，属于无人机技术领域；所述数据采集模块包含D1模块、D0模块；所述D1模块、D0模块分别是飞行器状态信号输入模块、开关量输出信号模块；所述A\D转换模块、D\A转换模块之间相互连接；所述译码电路与A\D转换模块、D\A转换模块连接；所述译码电路与串口扩展模块连接；所述串口扩展模块通过串行通道与CPU1的SC1连接。利用高速DSP控制芯片在控制律计算和数据处理方面的优势及其丰富的外部资源，配合大规模可编程逻辑器件CPLD以及串行接口扩展芯片28C94设计小型机载飞控计算机，以其为核心设计的小型无人机飞控系统具有功能全。

技术领域

本发明涉及基于DSP和CPLD的小型无人机飞行控制系统，属于无人机技术领域。

背景技术

无人驾驶飞机简称“无人机”，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机。机上无驾驶舱，但安装有自动驾驶仪、程序控制装置等设备；广泛用于空中侦察、监视、通信、反潜、电子干扰等。

近几年，受需求拉动和几次局部战争中无人机卓越表现的激励，国内对无人机的研发空前重视，行业爆发出前所未有的发展速度。首先是涌现的产品数量。2010年珠海航展上，中国展示了超过25款无人机。而仅仅是几年前的珠海航展上，中国才第一次推出了无人机概念。即便是上届珠海航展上，中国也只是展示了为数不多的几款无人机。其次是涉足的厂商爆增。并且，国产无人机产品已成功走出国门。

目前，随着微电子技术的飞速发展，市场上出现了众多功能强大，功耗、体积大大缩小的集成电路。芯片制造工艺的进步，像ARM，DSP等集成众多外围电路的CPU芯片以及EPLD，FPGA等大规模逻辑器件也已经出现，其性能比以前的芯片增强，外部电路也大为精简。其中，数字信号处理器(DSP)以强大的指令系统、接口功能以及友好的开发环境显示出功能完善，速度快，开发方便等优势，能够有效解决小型飞控计算机中高速与微型的矛盾，从而使为微、小型无人机量身设计的集高速度、高精度和小型化于一体的新型飞控计算机成为可能。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种设计合理、使用方便的基于DSP和CPLD的小型无人机飞行控制系统。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：它包含CPU、电源模块、路A\D转换模块、扩展程序和数据RAM模块、数据采集模块、舵机驱动模块、D1模块、D0模块、A\D转换模块、D\A转换模块、译码电路、串口扩展模块；所述CPU与电源模块、16路A\D转换模块、扩展程序和数据RAM模块、数据采集模块、舵机驱动模块、A\D转换模块、D\A转换模块、译码电路、串口扩展模块连接；其中，所述数据采集模块包含D1模块、D0模块；所述D1模块、D0模块分别是飞行器状态信号输入模块、开关量输出信号模块；所述A\D转换模块、D\A转换模块之间相互连接；所述译码电路与A\D转换模块、D\A转换模块连接；所述译码电路与串口扩展模块连接；所述串口扩展模块通过串行通道与CPU1的SC1连接。

作为优选，所述数据采集模块采集的多路信号包含陀螺信号、航向信号、舵偏角信号、发动机转速、缸温信号、动静压传感器信号、电源电压信号。

作为优选，所述D0模块与模拟信号和PWM脉冲信号连接。

作为优选，所述译码电路为EPLD译码电路；EPLD用来构成数字逻辑控制电路，完成译码和隔离以及为A/D，D/A，28C94提供片选信号和读/写控制信号的功能。该软件的设计采用原理图输入和VERILOG HDL语言编程的混合设计方式，遵循设计输入→设计实现→设计校验→器件编程的流程。系统使用了两片ispLSI1048芯片，分别用来实现对A/D，D/A的控制和对串口扩展芯片28C94的控制。