來(lái)源：《電子技術(shù)應(yīng)用》

摘要：隨著微型飛行器測(cè)控系統(tǒng)的發(fā)展，其功能模塊多由ic芯片實(shí)現(xiàn)。采用何種總線方式實(shí)現(xiàn)功能模塊間的連接和協(xié)作將極大地影響測(cè)控系統(tǒng)的布局和器件的選擇。在選擇測(cè)控系統(tǒng)的總線時(shí)，一方面要保障系統(tǒng)的性能，另一方面要結(jié)合微型飛行器本身的特點(diǎn)。對(duì)于不同硬件基礎(chǔ)的測(cè)控系統(tǒng)，其總線的設(shè)計(jì)過(guò)程和要解決的關(guān)鍵問(wèn)題是不同的。分別以基于單片機(jī)系統(tǒng)和芯片系統(tǒng)的測(cè)控電路為例，說(shuō)明不同總線在測(cè)控系統(tǒng)中的應(yīng)用。 關(guān)鍵詞：微型飛行器 測(cè)控系統(tǒng) 總線 芯片系統(tǒng) 根據(jù)目前的研究現(xiàn)狀，微型飛行器的尺寸一般在25厘米以下，重量在幾十克到500克之間。由于微型飛行器對(duì)有效載荷的體積和重量有嚴(yán)格要求，其測(cè)控系統(tǒng)也向著微型化的方向發(fā)展，測(cè)控功能多是由ic芯片完成。連接這些芯片，使之能相互協(xié)作，共同完成測(cè)控功能的介質(zhì)就是總線系統(tǒng)。采用何種總線方式在很大程度上決定了芯片的選擇才測(cè)控系統(tǒng)的布局。測(cè)控系統(tǒng)的芯片化和總線技術(shù)的線步是微型飛行器測(cè)控系統(tǒng)得以實(shí)現(xiàn)并不斷發(fā)展的動(dòng)力，也是其測(cè)控系統(tǒng)的特色所在。 目前，微型飛行器一般采用嵌入式微機(jī)系統(tǒng)、單片機(jī)系統(tǒng)和正在研究中的芯片系統(tǒng)作為設(shè)計(jì)測(cè)控系統(tǒng)的硬件基礎(chǔ)。但是隨著飛行器測(cè)控系統(tǒng)的微型化，嵌入式微機(jī)系統(tǒng)由于體積和重量上的原因?qū)⒉辉龠m用，單片機(jī)系統(tǒng)（其中包括dsp系統(tǒng)）是目前測(cè)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主流，而集成度更高的測(cè)控芯片系統(tǒng)將成為微型飛行器測(cè)控系統(tǒng)發(fā)展的方向。本文將根據(jù)微型飛行器測(cè)控系統(tǒng)的特殊要求，說(shuō)明基于單片機(jī)系統(tǒng)的總線設(shè)計(jì)特色以及一般性問(wèn)題的解決方案，并介紹內(nèi)部總線在測(cè)控芯片系統(tǒng)中應(yīng)用時(shí)需要解決的問(wèn)題。 1 微型飛行器測(cè)控系統(tǒng)的構(gòu)成和特點(diǎn) 總線的選擇和設(shè)計(jì)離不開(kāi)具體的應(yīng)用背景。要選擇系統(tǒng)的總線方式，必須首先了解微型飛行器測(cè)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)[1]。微型飛行器測(cè)控系統(tǒng)是用來(lái)接收、處理和發(fā)送微型飛行器中信號(hào)和數(shù)據(jù)的系統(tǒng)，測(cè)控系統(tǒng)一方面要完成特定狀態(tài)下相關(guān)參數(shù)的測(cè)量，另一方面要對(duì)飛行器進(jìn)行控制。從功能上可以將測(cè)控系統(tǒng)分為控制模塊、傳感器模塊和執(zhí)行器模塊。其中，視頻和gps等系統(tǒng)可以歸屬于特殊功能的傳感器，而數(shù)據(jù)發(fā)送則屬于特殊功能的執(zhí)行器。微型飛行器測(cè)控系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)如圖1所示。 與常規(guī)的飛行器測(cè)控系統(tǒng)相比，微型飛行器測(cè)控系統(tǒng)在硬件結(jié)構(gòu)上有以下特點(diǎn)：①由于空間和重量的限制，控制模塊通常采用單芯片微控制器，各功能模塊均在ic芯片基礎(chǔ)上進(jìn)行開(kāi)發(fā)；②微型飛行器本身尺寸很小，所以各個(gè)模塊和ic芯片之間的距離不能很遠(yuǎn)；③測(cè)控系統(tǒng)是單主機(jī)結(jié)構(gòu)；④微型飛行器的重量小、響應(yīng)快，數(shù)據(jù)傳輸要求實(shí)時(shí)和高速。從測(cè)控系統(tǒng)的信號(hào)上看，各種芯片所處理信號(hào)是不同的，例如，控制舵機(jī)的指令信號(hào)多是脈寬調(diào)制信號(hào)，而傳感器的信號(hào)又有數(shù)字類(lèi)和模擬類(lèi)兩種。此外，還有視頻系統(tǒng)的圖像信號(hào)等。這些信號(hào)需要在芯片間傳遞，被主控制單元統(tǒng)一處理。此外，這些信號(hào)和數(shù)據(jù)的流向是單向的，傳感器系統(tǒng)提供信號(hào)和數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)微控制器運(yùn)行后，成為控制指令和測(cè)試數(shù)據(jù)，分別輸出到不同的執(zhí)行器。這些特點(diǎn)使得微型飛行器測(cè)控系統(tǒng)在器件和總線方式的選擇上都具有其特殊性。在設(shè)計(jì)測(cè)控系統(tǒng)時(shí)，首先要根據(jù)測(cè)控系統(tǒng)在設(shè)計(jì)上的要求，分析其信號(hào)和數(shù)據(jù)的種類(lèi)以及在處理和傳輸上的特點(diǎn)，規(guī)劃信號(hào)流程，從而保證測(cè)控功能的完成。然后根據(jù)信號(hào)流程選擇總線方式和芯片器件。作為信號(hào)和數(shù)據(jù)的載體和連接各個(gè)器件的橋梁，總線不僅要實(shí)現(xiàn)各個(gè)功能芯片之間信號(hào)和數(shù)據(jù)的共享，而且要保證數(shù)據(jù)和信號(hào)傳輸?shù)母咚傩院涂煽啃浴? 2 總線的選擇和應(yīng)用 在測(cè)控系統(tǒng)中，使用何種總線方式是與系統(tǒng)的要求和芯片的選擇緊密相連的。采用