陀螺儀是一種敏感角速率或角位移的傳感器 由陀螺儀組成的慣性系統(tǒng)具有自主隱蔽實(shí)時(shí)等特點(diǎn)因此在包括衛(wèi)星的現(xiàn)代航天領(lǐng)域中成為不可缺少的重要組成部分根據(jù)我國(guó)十五預(yù)研及后續(xù)衛(wèi)星控制系統(tǒng)高精度長(zhǎng)壽命和高可靠性的發(fā)展目標(biāo) 上海航天812 所提出了研制多陀螺智能測(cè)量裝置的任務(wù)以便研究精度更高壽命更長(zhǎng)的衛(wèi)星姿態(tài)測(cè)量敏感器

　　為了實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)壽命和高可靠性的要求 姿態(tài)測(cè)量用慣性組合由3 個(gè)動(dòng)力調(diào)諧陀螺儀組成按需要控制和切換3 個(gè)陀螺儀的工作狀態(tài)為了提高陀螺儀的精度需要對(duì)陀螺內(nèi)部溫度進(jìn)行測(cè)量用于溫控或?qū)ν勇轀囟绕七M(jìn)行補(bǔ)償因此本文的任務(wù)就是針對(duì)一個(gè)由3 個(gè)動(dòng)力調(diào)諧陀螺儀組成的慣性組合完成其脈沖計(jì)數(shù)溫度測(cè)量數(shù)據(jù)處理信號(hào)控制通信等功能

　　由此可見(jiàn) 本文可歸結(jié)為對(duì)一個(gè)電子系統(tǒng)的研制經(jīng)過(guò)任務(wù)綜合根據(jù)要求的系統(tǒng)功能及技術(shù)指標(biāo)所研制的多陀螺智能測(cè)量裝置主要由以下部分組成

　　1. CPU 部分使用16 位單片機(jī)負(fù)責(zé)電路的邏輯控制完成陀螺儀的信號(hào)處理與控制以及與星載計(jì)算機(jī)的通訊等工作

　　2. 脈沖計(jì)數(shù)及外圍電路使用現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列器件FPGA 完成脈沖計(jì)數(shù)狀態(tài)信號(hào)和控制信號(hào)的輸入輸出以及地址編碼等工作

　　3. 陀螺內(nèi)部溫度測(cè)量用電橋法或外加恒流源的方法通過(guò)測(cè)量熱敏電阻的阻值來(lái)獲得陀螺的溫度

　　本文的研究工作主要是進(jìn)行多陀螺智能測(cè)量裝置的設(shè)計(jì) 研制和系統(tǒng)調(diào)試在設(shè)計(jì)中采用了 16 位單片機(jī)與FPGA 組合技術(shù)充分利用16 位單片機(jī)豐富的寄存器結(jié)構(gòu)和高效率的指令系統(tǒng)FPGA 設(shè)計(jì)中用硬件描述語(yǔ)言VHDL 編寫(xiě)程序采用自頂向下的設(shè)計(jì)思想和層次化設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)對(duì)系統(tǒng)目標(biāo)的邏輯行為進(jìn)行描述集成了大部分邏輯電路包括6 路16 位可逆脈沖計(jì)數(shù)電路譯碼電路單片機(jī)輸入輸出的擴(kuò)展接口等功能此外根據(jù)陀螺測(cè)溫精度高范圍大的要求研制了分檔電橋測(cè)量電路研究了一種簡(jiǎn)單可行的多檔電橋電路標(biāo)校方法有效解決了檔位交叉和非線性問(wèn)題為了便于系統(tǒng)調(diào)試還設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了一套可視化應(yīng)用軟件以模擬陀螺輸出參數(shù)直觀顯示試驗(yàn)狀態(tài)和結(jié)果多陀螺智能測(cè)量裝置業(yè)已研制完成 經(jīng)多次重復(fù)模擬測(cè)試裝置的性能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求