4-98  一种基于TMS320VC5416的多通道惯性测量系统设计

张登洪  包晓瑜

多通道数据采集与处理是捷联式（或者平台式）惯性测控中较常遇到的问题，在早期的产品中，控制和处理核心都采用单片机，由于单片机采用冯×诺衣曼总线结构，其指令执行速度较慢，设计一个高性能的多通道实时系统显得较为困难。

为了满足多通道实时惯性测量的需要，研究了一种采用TMS320VC5416作为处理器，用16位高精度模数转换器AD73360进行采集，用C和汇编语言相结合进行软件设计的实时多通道惯性测量处理系统（见图1）。

系统由模数转换电路、DSP及其外围电路、通讯接口电路组成。模数转换部分完成三维MEMS加速度表输出的±15V模拟信号的取样、直流偏置、抗混叠滤波、模数转换；DSP及其外围电路包括电源、时钟、仿真接口等，DSP完成多通道数据采集与控制、多维惯性信息的实时处理；通讯部分负责接收上位机发出的指令，并向上位机实时发送数据，同时向其他分系统提供惯性信息。系统软件采用汇编与C相结合的设计方法，硬件接口用汇编语言进行设计，以确保系统硬件工作时序精确无误，而汇编语言难实现的方案算法（含超函数）则采用C语言进行编写，降低了嵌入式软件的设计难度，且程序模块结构较合理、可读性好。

 该系统为6通道、16位全同步实时采集处理系统。在系统设计完成后，采用直流和正弦信号对系统进行了实验，信号经前端预处理后通过模数转换并实时FIR滤波后进行重绘，取得了较理想的结果。