本发明涉及一种基于DSP模块化小型无人机自驾仪，属于无人机控制领域。
背景技术：
无人机（Unmaned Aerial Vehicle, UAV）是一种机上无人驾驶的、有动力驱动的、可重复使用的飞行器简称。与载人飞机相比较，它具有体积小、造价低、使用方便等优点，备受世界各国青睐，拥有广泛的民用和军事用途。无人机自驾仪是无人机的核心部分，承担着数据采集，通信，控制量计算，控制量输出等多重任务。无人机的先进程度在很大程度上体现在其自驾仪上。从总体情况来看，我国无人机在军事领域发展迅速，目前很多技术已经走在世界的前列，但是在民用方面，起步比较晚，应用还比较有限。但是最近几年，民用的小型无人机自动驾驶仪的研究有所增加，特别是高新技术企业，开始研制自己无人机自动驾驶仪产品。但是由于无人机关键技术的限制，精度、性能与国外的同期产品相比差距还比较大，无人机自动驾驶仪的产品数量和功能也很有限，拥有自主知识产权的产品较少。要想从根本上提高自己的无人机自动驾驶仪产品，就必须走自主研发的道路。
技术实现要素：
鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种可以有利于换挡控制的基于DSP模块化小型无人机自驾仪。
为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：
一种基于DSP模块化小型无人机自驾仪，包括处理器、GPS、AD转换器、SRAM、EEPROM、模拟器、功率放大电路、接收机、JTAG、远程电台、陀螺仪组合、加速度计组合以及传感器组合，其中处理器分别与GPS、AD转换器、SRAM、EEPROM、模拟器、功率放大电路、接收机、JTAG以及远程电台相连接，AD转换器分别与陀螺仪组合、加速度计组合以及传感器组合连接，功率放大电路连接一信号控制器，处理器包括DSP芯片，内部集成有SCI（异步串行通信接口）和SPI（同步串行通信接口）。
优选地，上述陀螺仪组合包括三个方向的陀螺仪，加速度计组合包括三个方向的加速度计，传感器组合包括两个气压传感器。
优选地，上述AD转换器包括高精度的AD转换芯片。
优选地，上述模拟器输出模拟信号。
优选地，自驾仪还包括一电源，包括电压转换芯片，固定输出设计可以输出+3.3V，+5V和+12V，可调电压输出范围在+1.2V到+37V，其能够输出3A的驱动电流，内部集成频率补偿和固定频率发生器，开关频率为 150KHz。
优选地，上述处理器具有150MHz的高速处理能力，具有32位浮点处理单元，6个DMA通道支持ADC、McBSP和EMTF，有多达18路的PWM输出，其中6路为TI特有的更高精度的PWM输出（HRPWM），12位16通道ADC模数转换模块。
相较于现有技术，本发明提供的基于DSP模块化小型无人机自驾仪，用单一高性能的处理器DSP芯片来完成自驾仪设计的改进，具有自主知识产权，性能先进，实现了对无人机的精确智能控制。
附图说明
图1为本发明基于DSP模块化小型无人机自驾仪结构示意图。
附图标记：1-处理器；2-GPS；3-AD转换器；4-SRAM；5-EEPROM；6-模拟器；7-功率放大电路；8-接收机；9-JTAG；10-远程电台；11-陀螺仪组合；12-加速度计组合；13-传感器组合；14-电源；15-信号控制器。
具体实施方式
本发明提供一种基于DSP模块化小型无人机自驾仪，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提供的基于DSP模块化小型无人机自驾仪，包括处理器1、GPS2、AD转换器3、SRAM4、EEPROM5、模拟器6、功率放大电路7、接收机8、JTAG9、远程电台10、陀螺仪组合11、加速度计组合12以及传感器组合13，其中处理器1分别与GPS2、AD转换器3、SRAM4、EEPROM5、模拟器6、功率放大电路7、接收机8、JTAG9以及远程电台10相连接，所述AD转换器3分别与陀螺仪组合11、加速度计组合12以及传感器组合13连接，所述功率放大电路7连接一信号控制器15，所述处理器1包括DSP芯片，内部集成有SCI（异步串行通信接口）和SPI（同步串行通信接口）。
其中，陀螺仪组合11包括三个方向的陀螺仪，所述加速度计组合12包括三个方向的加速度计，所述传感器组合13包括两个气压传感器。AD转换器3包括高精度的AD转换芯片。模拟器6输出模拟信号。自驾仪还包括一电源14，包括电压转换芯片，固定输出设计可以输出+3.3V，+5V和+12V，可调电压输出范围在+1.2V到+37V，其能够输出3A的驱动电流，内部集成频率补偿和固定频率发生器，开关频率为 150KHz。处理器1具有150MHz的高速处理能力，具有32位浮点处理单元，6个DMA通道支持ADC、McBSP和EMTF，有多达18路的PWM输出，其中6路为TI特有的更高精度的PWM输出HRPWM，12位16通道ADC模数转换模块。
本发明的处理器是面向工业控制的带有浮点运算的高性能芯片DSP，将利用该DSP芯片的SCI（异步串行通信接口）和SPI（同步串行通信接口）模块完成与地面站通信，接收GPS2的信号和采集高精度AD转换器3的信息；利用DSP的AD转换装置采集对精度要求不高的模拟量；利用DSP的eCAP装置采集遥控器接收机的信号；利用DSP的ePWM装置输出PWM控制信号，并经驱动放大芯片放大后控制舵机转动。组合导航装置的传感采用基于MEMS（微机电技术）技术的陀螺仪组合11（三个方向的陀螺）、加速度计组合12（三个方向的加速度计）和传感器组合13（两个气压传感器）测量无人机的角速度、加速度、气压等信息；采用GPS接收机接收卫星导航信息。电源14利用电源转换芯片得到自驾仪所需的各种电压值。
其中，自动驾驶仪在飞行时采用电池供电，为了增加其工作时间，采用三块大容量的锂电池串联为之供电，串联后的电压为+12V。电源的稳定性在一定程度上会影响到处理器的运行、传感器的精度、A/D转换的精度、输出信号的稳定性等方面。本款自动驾驶仪需要+5V、+3.3V、+1.8V等多档电源。为了获得稳定的电源电压，减少数字信号对模拟信号的串扰，陀螺仪、加速度计等模拟量部分要和数字量部分要分开供电。
在电源设计中，首先要将+12V的总供电电压转换成+5V，本发明采用LM2596s-5.0电压转换芯片。该芯片固定输出设计可以输出+3.3V，+5V和+12V，可调电压输出范围在+1.2V到+37V，其能够输出3A的驱动电流，具有很强的驱动能力。该器件内部集成频率补偿和固定频率发生器，开关频率为 150KHz，与低频开关调节器相比较，可以使用更小规格的滤波元件。该器件只需4个外接元件，可以使用通用标准的电感，这极大的简化了电路设计。
处理器1是自动驾驶仪的核心，主要负责采集各种信号并进行数据处理，然后把处理结果输出，以达到控制无人机的目的。所选择的处理器1接口要丰富以满足信号采集和控制输出的要求，同时要有足够的数据处理能力，以保证控制算法的实现和保证一定的控制精度。处理器1的设计主要包括供电部分设计，时钟设计，引导加载选择模式设计和JTAG接口设计。
本发明采用的是三个相同的角速率陀螺仪，安装位置相互垂直正交，这样就可以测量无人机三个轴的角度率。加速度计采用单轴加速度计，该传感器采用8脚DIP塑封，测量范围是-1.7～1.7g，灵敏度是1.2V/g，最大零点误差125mg，单击+5V供电，双向加速度测量。该芯片具有良好的稳定性，可靠的精度，并且具有较好的负载和抗冲击能力，可满足自驾仪的需要。和陀螺仪一样，也需要三个相互垂直安装的相同的加速度计来测量无人机三个轴向的加速度。气压传感器是利用大气压力变化转化成电压进行测量的传感器。自动驾驶仪上主要有两个气压传感器，一个用于测量飞机的静压，是由无人机飞行高度的变化产生大气压力的变化，与飞机运动速度无关，该压力值主要用来计算无人机的高度；另一个用于测量飞机的动压，主要是测量无人机运动方向上大气压强大小，通过该压力值与静压值可以计算出无人机相对于空气的速度。
本发明提供的基于DSP模块化小型无人机自驾仪，用单一高性能的处理器DSP芯片来完成自驾仪设计的改进，具有自主知识产权，性能先进，实现了对无人机的精确智能控制。
可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。