慣性測量單元模擬器的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及慣性測量單元模擬器，該模擬器包括微處理器電路、用于與上位機通信的通信電路和用于實現(xiàn)脈沖輸出前的噪聲隔離、電平轉(zhuǎn)換和增強驅(qū)動能力的調(diào)理電路，所述微處理器電路為DSP芯片，所述DSP芯片的I/O口分別與通信電路和調(diào)理電路連接；所述調(diào)理電路包括至少一組串聯(lián)的高速光耦電路和反相器，該模擬器還包括供電電路，所述供電電路與DSP芯片的供電引腳連接。本實用新型模擬器結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定性好、實時性高，完全實現(xiàn)了該型導(dǎo)彈的慣性仿真模擬需求，該模擬器在多種飛行器的仿真測試試驗中具有重要的應(yīng)用價值。
【專利說明】
慣性測量單元模擬器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及一種應(yīng)用于慣性制導(dǎo)系統(tǒng)的半實物仿真試驗中的慣性測量單元模擬器。
【背景技術(shù)】
[0002]慣性測量單元(MU)是捷聯(lián)慣性制導(dǎo)系統(tǒng)的組成部分，包括三個陀螺通道和三個線加速度通道，每個陀螺或線加速度計通道各有兩路正、負脈沖輸出，共計有12路輸出脈沖信號。慣性測量單元模擬器用來模擬慣性測量單元的12路脈沖信號，在捷聯(lián)慣性制導(dǎo)系統(tǒng)的半實物仿真試驗中具有重要的實用價值，目前主要有以下兩種實現(xiàn)方式:(I)采用數(shù)字I/O卡控制可編程定時計數(shù)器等器件完成，如參考文獻《一種模擬慣性組合輸出電路的設(shè)計與實現(xiàn)》(作者:任炳宇，郭利，期刊:現(xiàn)代電子技術(shù)，2010,05:51-54); (2)采用可編程邏輯芯片配合可編程定時計數(shù)器等器件完成，如參考文獻《基于CPLD的導(dǎo)彈慣性測量單元模擬器設(shè)計》(作者:徐劍蕓，魯浩，杜毅民等，期刊:中國慣性技術(shù)學(xué)報，2007，15(2): 16-170)。
[0003]第一種方法系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，但成本高、便攜能力差。第二種方法硬件體積小，便攜，使用方法簡便，但電路器件繁多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實用新型提供了一種慣性測量單元模擬器，以解決現(xiàn)有的慣性測量單元模擬器體積大、成本高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的問題。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型的慣性測量單元模擬器包括用于與上位機通信的通信電路、微處理器電路和用于實現(xiàn)脈沖輸出前的噪聲隔離、電平轉(zhuǎn)換和增強驅(qū)動能力的調(diào)理電路，所述微處理器電路為DSP芯片，所述DSP芯片的I/O 口分別與通信電路和調(diào)理電路對連接;所述調(diào)理電路包括至少一組串聯(lián)的高速光耦電路和反相器，該模擬器還包括供電電路，所述供電電路與DSP芯片的供電引腳連接。
[0006]所述高速光耦電路為3個，每個高速光耦電路具有兩路輸出。
[0007]所述高速光耦電路的光電耦合器采用HCPL0631芯片。
[0008]所述DSP芯片還包括用于外接下載器的程序下載調(diào)試引腳。
[0009]所述DSP芯片還包括用于外接晶振電路的晶振引腳。
[0010]所述DSP芯片為DSPIC33EP系列芯片。
[0011]所述通信電路包括用于完成電平轉(zhuǎn)換功能的MAX489EESD芯片。
[0012]所述電源電路包括用于電壓變換的AMSl 117-3.3或LMll 17T-3.3芯片。
[0013]所述電源電路包括DC/DC模塊。
[0014]本實用新型的有益效果:該慣性測量單元模擬器能夠在上位機的控制下，產(chǎn)生12路參數(shù)可調(diào)的高速脈沖信號，電路結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定性好、實時性高，完全實現(xiàn)了該型導(dǎo)彈的慣性仿真模擬需求，該模擬器在多種飛行器的仿真測試試驗中具有重要的應(yīng)用價值。
【附圖說明】
[0015]圖1為本實施例的慣性測量單元模擬器的結(jié)構(gòu)框圖；
[0016]圖2為本實施例的微處理器電路原理圖；
[0017]圖3為本實施例的電源電路原理圖；
[0018]圖4為本實施例的通信電路原理圖；
[0019]圖5為本實施例的調(diào)理電路原理圖；
[0020]圖6為軟件流程圖。
【具體實施方式】
[0021 ]下面結(jié)合附圖，對本實用新型的技術(shù)方案作進一步詳細介紹。
[0022]如圖1所示，該慣性測量單元模擬器包括用于與上位機通信的通信電路、微處理器電路和用于實現(xiàn)脈沖輸出前的噪聲隔離、電平轉(zhuǎn)換和增強驅(qū)動能力的調(diào)理電路，所述微處理器電路為DSP芯片，所述DSP芯片包括未調(diào)理脈沖信號輸出引腳及串口通信引腳，所述未調(diào)理脈沖信號輸出引腳及串口通信引腳分別與調(diào)理電路和通信電路的對應(yīng)引腳連接;所述調(diào)理電路包括高速光耦電路和反相器，所述高速光耦電路的輸入端連接DSP芯片的未調(diào)理脈沖信號輸出引腳，所述高速光耦電路的各輸出端分別連接一個反相器。該慣性測量單元模擬器還包括有電源電路，該電路與DSP芯片的供電弓I腳連接。
[0023]下面對各個組成部件進行詳細說明。
[0024]本實施例的微處理器選擇Microchip公司的DSPIC33EP系列芯片，該微處理器具有靈活的通信能力和豐富的外設(shè)配置，配合相應(yīng)外圍電路，在軟件代碼的控制下，可以實時的完成指令接收和脈沖數(shù)據(jù)處理，最終準確的輸出多路參數(shù)(脈沖寬度、周期、占空比和輸出數(shù)量)及時可調(diào)的脈沖信號。
[0025]如圖2所示，微處理器電路主要包含有:供電引腳、串口通信引腳、未調(diào)理脈沖信號輸出引腳。供電引腳編號有10，19，26，35，38，57，與電源電路相應(yīng)引腳連接。串口通信電路引腳編號有31，33，58，59，與通信電路的MAX489EESD芯片對應(yīng)引腳連接。未調(diào)理脈沖輸出引腳編號有46，49，50，51，52，53，與調(diào)理電路高速光耦!《^1^631芯片對應(yīng)引腳連接。
[0026]進一步，微處理器電路還包括程序下載調(diào)試引腳和晶振引腳。程序下載調(diào)試引腳編號有7,17,18，通過X6連接器和外接下載器連接。晶振引腳編號有39，40，外接I OMhz晶振。
[0027]通信電路位于上位機與微處理器之間，其采用MAX489EESD芯片完成電平轉(zhuǎn)換，且采用422串口通信，具體電路如圖4所示。
[0028]調(diào)理電路由高速光耦和反向器組成，主要實現(xiàn)脈沖輸出前的噪聲隔離、電平轉(zhuǎn)換和增強驅(qū)動能力的功能。高速光耦采用HCPL0631芯片，DSP芯片的未調(diào)理脈沖信號輸出引腳連接高速光耦HCPL0631芯片對應(yīng)引腳，高速光耦電路的輸出端連接反相器。本實施例中的調(diào)理電路包括三個高速光耦電路，每個高速光耦電路具有兩路輸出，每路輸出均連接一個反相器。
[0029]慣性測量單元模擬器可通過電源電路測試設(shè)備提供+5V(對應(yīng)圖3中VCC)電源輸入。通信電路和調(diào)理電路使用+5V供電，微處理器使用AMSl 117-3.3或LMl 117T-3.3( 二選一)芯片變換后的+3.3V(對應(yīng)圖3中VCC3V3)供電。若在其他電壓輸入情況下使用，可添加相應(yīng)參數(shù)的DC/DC模塊，將輸入電壓降到+5V，即可兼容本電路使用，具體電路圖見圖3所示。
[0030]在具體使用本實施例的慣性測量單元模擬器時要軟件代碼的控制，軟件代碼根據(jù)主處理器參數(shù)特點，通過合理安排系統(tǒng)配置、軟件時序、內(nèi)部中斷、通信以及輸出比較外設(shè)等功能調(diào)試完成，詳細代碼流程如圖6所示。
[0031]本實施例的慣性測量單元模擬器作為某測試設(shè)備的一部分，用于真實模擬某型導(dǎo)彈的慣性組合信號。在上位機的控制下(通過串口傳輸控制指令，波特率可達到1M)，可產(chǎn)生12路參數(shù)(脈沖個數(shù)、占空比、脈寬)可調(diào)的高速(每Ims內(nèi)可完成12路指令接收、脈沖參數(shù)調(diào)整和脈沖輸出，在一個指令周期每路最多可輸出255個脈沖)脈沖信號。本實施例的慣性測量單元模擬器結(jié)構(gòu)簡潔、穩(wěn)定性好、實時性高，完全實現(xiàn)了該型導(dǎo)彈的慣性仿真模擬需求。經(jīng)過一定電路和軟件調(diào)整，該模擬器在多種飛行器的仿真測試試驗中具有重要的應(yīng)用價值。
【主權(quán)項】
1.慣性測量單元模擬器，其特征在于，該模擬器包括微處理器電路、用于與上位機通信的通信電路和用于實現(xiàn)脈沖輸出前的噪聲隔離、電平轉(zhuǎn)換和增強驅(qū)動能力的調(diào)理電路，所述微處理器電路為DSP芯片，所述DSP芯片的I/O 口分別與通信電路和調(diào)理電路連接;所述調(diào)理電路包括至少一組串聯(lián)的高速光耦電路和反相器，該模擬器還包括電源電路，所述電源電路與DSP芯片的供電引腳連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述慣性測量單元模擬器，其特征在于，所述高速光耦電路為3個，每個高速光耦電路具有兩路輸出。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述慣性測量單元模擬器，其特征在于，所述高速光耦電路的光電耦合器采用HCPL0631芯片。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述慣性測量單元模擬器，其特征在于，所述DSP芯片還包括用于外接下載器的程序下載調(diào)試引腳。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述慣性測量單元模擬器，其特征在于，所述DSP芯片還包括用于外接晶振電路的晶振引腳。6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一所述慣性測量單元模擬器，其特征在于，所述DSP芯片為DSPIC33EP系列芯片。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述慣性測量單元模擬器，其特征在于，所述通信電路包括用于完成電平轉(zhuǎn)換功能的MAX489EESD芯片。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述慣性測量單元模擬器，其特征在于，所述電源電路包括用于電壓變換的 AMSl 117-3.3 或 LMl 117T-3.3 芯片。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述慣性測量單元模擬器，其特征在于，所述電源電路包括DC/DC模塊。
【文檔編號】G01C19/00GK205580467SQ201620158597
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2016年3月2日
【發(fā)明人】田野, 劉建民, 張紅軍, 張瑞生, 盧曉春, 牛宗賓
【申請人】凱邁（洛陽）測控有限公司