惯导输出模拟器设计

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1、万方数据4．1系统功能流程设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯264．2DDS脉冲发生模块设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．284．2．132位循环累加器设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯304．2．2累加器高位截取模块⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3l4．2．3系统ROM表的制作⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯314．2．4锁存器模块⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯324．38路串口发送模块设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯324．3．1波特率发生器模块⋯⋯⋯⋯⋯

2、⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯334．3．2数据的写入和更新模块⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯334．3．3数据发送模块⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯344．4按键模块设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯344．5液晶显示模块设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯354．6FPGA顶层模块设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯365系统调试及结果分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．375．1系统搭建与调试⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯375．

3、1．1测试平台的搭建⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯375．1．2系统调试⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯385．1．3问题分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯405．2设计验证⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯406结论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯446．1总结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．446．2结p台⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

4、⋯⋯⋯．．446-3设计的不足以及展望⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯45参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．47攻读硕士学位期间发表的论文⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．50致谢⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一51学位论文知识产权声明⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．52学位论文独创性声明⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．53万方数据1绪论1．1惯性导航系统概述惯性导航系统是一种利用惯性器件(陀螺仪和加速度计)建立和

5、保持空间基准，在计算机上利用牛顿定律计算载体的运动状态的导航系统。惯性导航系统是以物理学当中的牛顿力学定律为基础的基本原理，通过加速度计的输出数据计算获取载体的加速度。根据陀螺仪输出的信息，可以得到载体的角速度，然后进行积分运算就可以得知载体运动时的距离、速度以及偏转角度等信息。惯性导航系统是一种自成体系，不需要获取外部的信息，因此不受外界的干扰，具有良好的隐蔽性，能够全天候提供载体的全部导航信息的系统。惯性导航系统不仅应用于国防建设的航天、航海以及航空领域，而且已经逐步的涉及到国民经济建设的应用领域。惯性导航系统的核心元件是惯性测量器件，通常由3个单轴

6、的陀螺仪和3个单轴的加速度计组成。利用陀螺仪敏感物体的运动姿态变化，通过陀螺在旋转、仰俯和左右偏转时获取各个方向上物体的姿态和状态数据，与此同时加速度计测量陀螺在旋转、仰俯和左右偏转时在该方向上的加速度大小，由此就可以计算出惯性组件的各项特性参数，从而完成惯性导航系统的定位。随着现代控制理论、计算机技术以及惯性元件的飞速发展，惯性导航系统技术发展也随之展现出一些新的特点。例如，捷联式惯性导航系统以其质量轻、结构简单、成本低、体积小以及可靠性等特点有逐步取代平台式惯性导航系统的趋势。惯性导航系统不依赖于任何的外部信息，而且也不向外部辐射任何能量，利用惯性器

7、件建立和保持空间的基准，测量载体运动过程中的加速度和角速度，根据测量到的数据利用板载计算机计算出载体的姿态、位置和加速度的自助式导航系统IlJ。1．1．1惯性导航系统的分类根据惯性导航组合器件在载体上的安装方式，惯性导航系统可以分为捷联式惯导系统和平台式惯导系统两大类。下面分别对这两类惯性导航系统进行介绍。台体相对于惯性空间稳定的导航系统称作空间稳定平台式惯性导航系统。将惯性测量元件加速度计和陀螺仪固定在惯性平台的台体上，由于建立的坐标系不一样又可以分为本地水平以及空间稳定两种工作方式。由板载计算机来进行补偿重力加速度、地球自转等影响因素。这种系统主要应

8、用于一些航天飞行器和火箭运载等产品设计上。如果台体上的两个加速度轴所构成的水平面