CN203758523U - 一种mems陀螺导航系统惯性器件同步采集装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种MEMS陀螺导航系统惯性器件同步采集装置。它包括：石英挠性加速度计：有正交的三路，与AD采样电路电连接，输出为模拟电流信号；AD采样电路：有正交的三路，与FPGA芯片的加速度计信号接口电连接；三轴STIM210MEMS陀螺仪：通过串口对外发送数据，每发送一帧数据，会同时对外输出一个脉冲信号；SB16C1054串口芯片：接收FPGA芯片送来的陀螺信息；FPGA芯片：实现对ADS1210转换器的控制，对模数转换的启动以及转换数据的读取进行控制；和DSP6713芯片：从SB16C1054串口芯片中读取陀螺信息，从FPGA读取加速度计信息，并进行导航解算。

Description

一种MEMS陀螺导航系统惯性器件同步采集装置
技术领域
本实用新型涉及一种惯性器件同步采集装置，特别是MEMS陀螺导航系统的惯性器件同步采集装置。
背景技术
传统的惯性器件采集系统在软件上采用单任务顺序结构，实时性差，难以满足导航系统实时信号处理的要求，也难以实现对系统三路陀螺和三路加速度计的同步采集。
发明内容：
为了克服现有技术的缺点，本实用新型提供一种MEMS陀螺导航系统惯性器件同步采集装置，它可以满足导航系统实时信号处理的要求，实现对系统三路陀螺和三路加速度计的同步采集。
本实用新型解决其技术问题所采取的技术方案是：它包括：
石英挠性加速度计：有正交的三路，与AD采样电路电连接，输出为模拟电流信号；
AD采样电路：有正交的三路，与FPGA芯片的加速度计信号接口电连接，使用高精度、宽动态特性的Δ-Σ型ADS1210模数转换器，对加速度计的模拟信号进行AD转换，利用FPGA实现对ADS1210转换器的控制，对模数转换的启动以及转换数据的读取进行控制；
三轴STIM210MEMS陀螺仪：通过串口对外发送数据，每发送一帧数据，会同时对外输出一个脉冲信号，导航系统对三个加速度计和陀螺仪的采样就是以这个脉冲信号为基准时钟的；
SB16C1054串口芯片：接收FPGA芯片送来的陀螺信息，一方面此芯片内部集成256字节深度的FIFO，可以很方面的缓存陀螺信息，减少对DSP的中断请求，另一方面可以简单对串行通信的波特率进行配置；
FPGA芯片：实现对ADS1210转换器的控制，对模数转换的启动以及转换数据的读取进行控制；
和DSP6713芯片：通过EMIF外设数据总线接口从SB16C1054串口芯片中读取十帧暂存的陀螺信息，从FPGA内部的缓存空间读取暂存的加速度计信息，并进行导航解算。
本实用新型可以满足导航系统实时信号处理的要求，实现对系统三路陀螺和三路加速度计的同步采集。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1为本实用新型原理图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型包括三路正交的石英挠性加速度计1、三路AD采样电路2、三轴STIM210MEMS陀螺仪3、SB16C1054串口芯片4、Altera FPGA芯片5和DSP6713芯片6。三路加速度计1输出为模拟电流信号，在采样电路中使用高精度、宽动态特性的Δ-Σ型ADS1210模数转换器2对加速度计的模拟信号进行AD转换，利用FPGA实现对ADS1210转换器的控制，对模数转换的启动以及转换数据的读取进行控制。三轴STIM210MEMS陀螺仪3通过串口对外发送数据，每发送一帧数据，会同时对外输出一个脉冲信号，导航系统对三个加速度计和陀螺仪的采样就是以这个脉冲信号为基准时钟的。一般导航系统对惯性仪表输出信息的采样频率为2KHZ，系统的解算周期为5ms，也就是每个解算周期对加速度计和陀螺仪的输出采样十次，每间隔5ms通过FPGA的时序逻辑控制，给DSP一个中断信号，然后DSP6713通过EMIF外设数据总线接口从SB16C1054串口芯片中读取十帧暂存的陀螺信息，从FPGA内部的缓存空间读取暂存的加速度计信息，并进行导航解算。图示系统中选用串口芯片SB16C1054接收陀螺信息，一方面此芯片内部集成256字节深度的FIFO，可以很方面的缓存陀螺信息，减少对DSP的中断请求，另一方面可以简单对串行通信的波特率进行配置。本实用新型可以对惯性器件的输出实现同步采集，并且软件编程简单，运行稳定。

Claims (1)

1.一种MEMS陀螺导航系统惯性器件同步采集装置，其特征在于：它包括：
石英挠性加速度计（1）：有正交的三路，与AD采样电路电连接，输出为模拟电流信号；
AD采样电路（2）：有正交的三路，与FPGA芯片的加速度计信号接口电连接，使用高精度、宽动态特性的Δ-Σ型ADS1210模数转换器，对加速度计的模拟信号进行AD转换，利用FPGA实现对ADS1210转换器的控制，对模数转换的启动以及转换数据的读取进行控制；
三轴STIM210MEMS陀螺仪（3）：通过串口对外发送数据，每发送一帧数据，会同时对外输出一个脉冲信号，导航系统对三个加速度计和陀螺仪的采样就是以这个脉冲信号为基准时钟的；
SB16C1054串口芯片（4）：接收FPGA芯片送来的陀螺信息，一方面此芯片内部集成256字节深度的FIFO，可以很方面的缓存陀螺信息，减少对DSP的中断请求，另一方面可以简单对串行通信的波特率进行配置；
FPGA芯片（5）：实现对ADS1210转换器的控制，对模数转换的启动以及转换数据的读取进行控制；
和DSP6713芯片（6）：通过EMIF外设数据总线接口从SB16C1054串口芯片中读取十帧暂存的陀螺信息，从FPGA内部的缓存空间读取暂存的加速度计信息，并进行导航解算。
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