一种基于单片机的惯性导航系统采集与处理平台技术方案

本实用新型专利技术涉及一种基于单片机的惯性导航系统采集与处理平台，属于导航信息处理领域；所述的基于单片机的惯性导航系统采集与处理平台包括单片机、惯性导航模块、SPI接口电路、外部数据存储器、触摸显示屏；惯性系统的输出端连接SPI接口电路，电源模块连接着惯性导航模块、触摸显示屏、在线编程ISP接口电路、外部数据存储器、单片机的VCC输入端，单片机的输入口连接着SPI接口电路，单片机的输出口连接着外部数据存储器、触摸显示屏、在线编程ISP接口电路的输入端；本实用新型专利技术具有较高精度、成本低、操作方便简单，在陀螺仪的实际应用中具有良好的推广价值。

【技术实现步骤摘要】
一种基于单片机的惯性导航系统采集与处理平台
本技术涉及惯性导航领域，更具体的说，涉及一种基于单片机的惯性导航系统采集与处理平台。
技术介绍
惯性导航模块是一种可以精确测量方位的惯性导航仪器，不仅成本低，体积小，重量轻，而且可以与微电子加工的电路实现集成，做到机电一体化。惯性导航适用于汽车工业、惯性导航、计算机、机器人、军事等急需大量小型、廉价陀螺的应用领域，是国防工业发展中必不可少的仪器。但是惯性导航在实际最应用中打不到需要的精度，为了提高陀螺仪系统工作性能和测量进度，对陀螺仪进行数据采集和处理并减小误差是至关重要的。所以设计一种重量轻、体积小、操作简便、成本低廉的惯性导航系统采集与处理平台很有现实意义。
技术实现思路
本技术主要解决的技术问题是:利用单片机制作一种能够用于惯性导航信号采集与处理平台，针对惯性导航在实际应用中达不到需要的精度，为改善陀螺仪的工作性能，降低陀螺仪信号噪声，通过单片机与惯性陀螺感应系统搭建一个硬件平台，进过SPI接口通信、单片控制，将采集的数据通过触摸显示屏，并且可以通过触摸屏按键选择我们需要查看的三轴坐标X轴，Y轴，Z轴信息，该系统具有进行静态和动态测试、误差分析功能，当需要进行在线修改程序时，可以通过在线编程ISP接口电路和STC-ISP软件进行在线烧录。为了解决上述问题，本技术通过以下技术方案实现：所述的基于单片机的惯性导航系统采集与处理平台包括单片机1、惯性导航模块2、信号调理3、AD转换电路4、导航仪器6、SPI接口电路7、外部数据存储器8、触摸显示屏9；所述的惯性导航模块2输出端与信号调理3电路输入端连接，信号调理3电路输出端与AD转换电路4连接，AD转换电路4通过SPI总线与SPI接口电路7连接，SPI接口电路7输出端与单片机1I/O口连接，所述的单片机1输出端与导航仪器6信号输入端直接连接，单片机1输出端与外部数据存储器8、触摸显示屏9连接。进一步的，所述的基于单片机的惯性导航系统采集与处理平台还设有在线编程ISP接口电路10，单片机1的数据写入端与在线编程ISP接口电路10输出端连接。进一步的，所述的基于单片机的惯性导航系统采集与处理平台，还设置有DA转换电路5，所述的DA转换电路5输入端与单片机1输出端连接，DA转换电路5输出端与导航仪器6连接。本技术有益效果：本技术利用单片机和惯性导航模块为核心，设计了一种采集陀螺信号与处理的平台，该平台具有进行静态和动态测试、误差分析功能，并且重量轻、体积小、操作简便、成本低廉。该系统具有进行静态和动态测试、误差分析功能，当需要进行在线修改程序时，可以通过在线编程ISP接口电路和STC-ISP软件进行在线烧录。附图说明图1表示本技术结构框图。图中，1-单片机、2-惯性导航模块、3-信号调理、4-AD转换电路、5-DA转换电路、6-导航仪器、7-SPI接口电路、8-外部数据存储器、9-触摸显示屏、10-在线编程ISP接口电路。具体实施方式为了使本技术的目的、技术方案和有益效果更加明显，下面对本技术的优选实施例进行详细的说明，以方便技术人员理解：如图1所示，所述的基于单片机的惯性导航系统采集与处理平台包括单片机1、惯性导航模块2、信号调理3、AD转换电路4、导航仪器6、SPI接口电路7、外部数据存储器8、触摸显示屏9。所述的惯性导航模块2输出端与信号调理3电路输入端连接，惯性导航模块2采用ADIS16355该型号的惯性导航模块2。信号调理3电路输出端与AD转换电路4连接，AD转换电路4通过SPI总线与SPI接口电路7连接，SPI接口电路7输出端与单片机1I/O口连接，单片机1采用AT89S52系列单片机1，所述的单片机1输出端与导航仪器6信号输入端直接连接，与单片机1直接连的导航仪器6为接收数字量的导航仪。单片机1输出端与外部数据存储器8、触摸显示屏9连接。进一步的，所述的基于单片机的惯性导航系统采集与处理平台还设有在线编程ISP接口电路10，单片机1的数据写入端与在线编程ISP接口电路10输出端连接。进一步的，所述的基于单片机的惯性导航系统采集与处理平台，还设置有DA转换电路5，所述的DA转换电路5输入端与单片机1输出端连接，DA转换电路5输出端与导航仪器6连接。由于有些导航仪比较老旧，所以只能接受模拟量的导航信息，于是设置一个DA转换电路5，即可满足直接接受数字量的导航仪器6，也能满足需要接收模拟量的导航仪器6。所述的单片机1的I/O口可以作为一个双向I/O通过外部数据存取程序把数据存储到外部存储器，或者提取外部数据存储器8的数据到单片机1的内部进行处理。所述的SPI接口电路7连接着单片机1的P2.0~P2.3I/O口，SPI是MOTOROLA公司提出的同步串行总线方式，是一种全双工、同步、串行数据接口标准总线；标准的SPI总线由根信号线组成：时钟信号（SCLK）、主输入/从输出线（SDI）、主输出/从输入（SDO）和片选信号（CS）。所述的在线编程ISP接口电路10和单片机1的I/O连接，这里单片机1的I/O口作为双向I/O使用，可以通过STC-ISP编程烧录软件实时的在线下载程序。所述的触摸显示屏9连接着单片机1I/O口，这里单片机1的I/O作为一个输出口使用，把处理后的惯性导航数据通过触摸显示屏9显示出来。使用者通过触摸显示屏9上面所要显示的导航坐标X轴信息，或者Y轴信息，或Z轴信息。所述的外部数据存储器82采用Inter6264，所述Inter6264采用CMOS工艺的外部静态存储器，容量为8K，采用DIP28封装，双列直插28引脚芯片。所述的惯性导航模块2采用ADIS16355，所述ADIS16355是一个完整的三轴陀螺和三轴加速度计组成的惯性导航模块2，该传感器包涵AD公司微机械和混合处理技术，是一个高度集成的解决方案，提供校准后的数字惯性感应；一个SPI接口和简单注册结构形成了简单的系统接口。本技术基于单片机的惯性导航系统采集与处理平台工作原理：本技术基于单片机的惯性导航系统采集与处理平台，采用AT89S52作为控制核心，惯性导航模块2通过内部的三轴陀螺仪和三轴加速度计得出的当前载体的三轴（X,Y,Z）坐标信息和三轴加速度信息通过信号调理3电路，AD转换电路4，SPI接口电路7后传输给单片机1；单片机1内部采用中断程序和循环扫描I/O程序，实时的接受SPI总线传送过来的坐标信息和加速度信息，单片机1对接收到的信号进行处理后，把当前的三轴坐标信息和加速度信息送到外部存储器存储；然后单片机1通过读取外部存储器内的三轴坐标信息和加速度信息，送入触摸显示屏93进行显示；同时单片机1把当前的三轴坐标信息和加速度信息送入导航仪器6中，为导航仪器6提供导航信息。当我们需要有目的的选择查看当前显示信息时，可以通过触摸屏上的触摸按键选择显示X轴,Y轴,Z轴坐标信息。需要对当前平台进行在线编程时，可以通过在线编程ISP接口电路10把编写好的程序软件通过STC-ISP软件烧录到惯性导航系统采集与处理平台。最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本技术的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本技术进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于单片机的惯性导航系统采集与处理平台，其特征在于：所述的基于单片机的惯性导航系统采集与处理平台包括单片机（1）、惯性导航模块（2）、信号调理（3）、AD转换电路（4）、导航仪器（6）、SPI接口电路（7）、外部数据存储器（8）、触摸显示屏（9）；所述的惯性导航模块（2）输出端与信号调理（3）电路输入端连接，信号调理（3）电路输出端与AD转换电路（4）连接，AD转换电路（4）通过SPI总线与SPI接口电路（7）连接，SPI接口电路（7）输出端与单片机（1）I/O口连接，所述的单片机（1）输出端与导航仪器（6）信号输入端直接连接，单片机（1）输出端与外部数据存储器（8）、触摸显示屏（9）连接。

【技术特征摘要】
1.基于单片机的惯性导航系统采集与处理平台，其特征在于：所述的基于单片机的惯性导航系统采集与处理平台包括单片机（1）、惯性导航模块（2）、信号调理（3）、AD转换电路（4）、导航仪器（6）、SPI接口电路（7）、外部数据存储器（8）、触摸显示屏（9）；所述的惯性导航模块（2）输出端与信号调理（3）电路输入端连接，信号调理（3）电路输出端与AD转换电路（4）连接，AD转换电路（4）通过SPI总线与SPI接口电路（7）连接，SPI接口电路（7）输出端与单片机（1）I/O口连接，所述的单片机（1）输出端与导航仪器（6）信号输入端直接连接，单...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩金威，
申请(专利权)人：南阳医学高等专科学校，
类型：新型
国别省市：河南,41