文档介绍：芯片应用
■北京理工大学宋占杰蒋健
北京康拓科技开发总公司魏德骄
基于单片机的
卫星地面测控系统设计
摘要:本文介绍了采用单片机的卫星地面测控系统的硬件设计原理和软件设计思想,并给出了相
应的原理图。
关键词: 单片机;测控系统; ; ;串口
引言位定时计数器、两个位通输出串联二极管。在整个测控系统
本文介绍了单片机道、个位通道、个位中,测试箱的控制功能是通过
在一种卫星地面测控系统中的应通道、一个接口、两个可完成的。
用,该系统利用完成了编程异步串行接口、一个接口、测试箱的硬件原理如图所
路模拟信号的测量、路脉冲信一个看门狗定时器和个外部中断示。测试系统以单片机为核
号的频率测量以及脉冲宽度的测源。心,外围电路由串口通信、采
量,由单片机上的位定时计数器卫星地面测控系统主要由电源样和输出等部分构成。
输出两路与输入信号具有相位关系模块、电子机箱、测试箱、工控机单片机与工控机之间通过
的信号,并通过外扩串口与其它测以及红外地球敏感器构成,系统结标准总线进行数据通信,在设
试模块及工控机进行通信。由于要构如图所示。其中两台电源并联计中采用电平转换芯片来
求系统能够连续稳定工作年,并
且数据不能丢失,因此,在设计时
采用了双电源冗余热备份的方案,
并且采用两个工控机同时接收数据
并互为备份的设计方案。
硬件设计
属于公司的
系列单片机,是一种高性能、
低功耗的位控制器,执行大多数
指令只需要一个时钟周期。其最高
主频可达到;自带可
在线编程的闪存、的、
的,程序可进行加密;自
带接口,便于程序的调试;集
图卫星地面测控系统结构图
成外设:两个位定时计数器、两个
Electronic Design & Application World-Nikkei Electronics China 113
芯片应用芯片应用
数器、实现测量。将路基准信
号分别接到单片机的外中断
和,将光栅信号分别接到单片
机的计数器和。在电测箱需要实
现的各项功能中,电地球波的输出
是一个难点,因为需要电地球波的
输出与基准信号具有相位关系,并
且要求输出具有可变相位、幅度和
斜率的信号,本文通过计数器和
的比较中断实现电地球波的输出。
串口通信:通过单片机自带的
两个异步串口,并经过电平转换与
上位工控机通信,通过双串口芯片
外扩两个串口与测试系
统的其它模块通信,此外,为保证
系统的可靠性,所有的信号均经过
光隔离。
软件实现
单片机软件
图测试箱的硬件原理图运行在单片机的底层软件主要
负责的采集、的输出以及
实现二者的电平兼容。为了能够和控制信号经过光隔离接到逻串口的通信,下面详细介绍各个部
测试系统的其它模块进行串口通辑,在逻辑内部实现对启动信分:
信,采用公司的双串口芯片号、转换通道的选择,以及对时钟、光栅频率测量:测量模拟基
外扩了两个串口,由于信号、数据信号的控制。准一个周期内的光栅个数
与外扩串口通信的是的输出:单片机通过逻辑芯在程序中,每次进入外中断
信号,不是标准电平,因此,要另片实现对的片选、时钟、数据的处理程序即基
外设计电平转换电路。使用等信号的控制, 的输