基于ARM的機(jī)載飛行數(shù)據(jù)記錄儀的研究.pdf

1、飛機(jī)飛行過程中，機(jī)載飛行數(shù)據(jù)記錄儀主要完成對(duì)飛行數(shù)據(jù)的采集以及存儲(chǔ)工作。由于科技的迅猛發(fā)展，飛機(jī)對(duì)所使用的機(jī)載飛行數(shù)據(jù)記錄儀的要求越來越高。早期，將磁帶當(dāng)做存儲(chǔ)介質(zhì)的飛參記錄儀，由于其采集速度低、不支持?jǐn)?shù)據(jù)以文件形式進(jìn)行存儲(chǔ)等原因，已不能滿足大多數(shù)應(yīng)用的需求。因此，設(shè)計(jì)一款新型機(jī)載飛行數(shù)據(jù)記錄儀系統(tǒng)具有重要意義，本文主要研究工作如下：
　　1、針對(duì)機(jī)載飛行數(shù)據(jù)記錄儀系統(tǒng)所涉及的飛行參數(shù)類型，在研究模擬量信號(hào)、開關(guān)量信號(hào)、感應(yīng)同步器

2、信號(hào)、頻率量信號(hào)和ARINC429總線信號(hào)等信號(hào)的特點(diǎn)及部分信號(hào)數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上，制定以STM32F103ZET6為基礎(chǔ)的機(jī)載飛行數(shù)據(jù)記錄儀系統(tǒng)總體方案。
　　2、設(shè)計(jì)硬件系統(tǒng)總體方案，按照模塊化設(shè)計(jì)方法，將硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)為飛參信號(hào)采集模塊、飛參信號(hào)存儲(chǔ)模塊和USB數(shù)據(jù)卸載接口模塊。本機(jī)載飛行數(shù)據(jù)記錄儀系統(tǒng)的信號(hào)采集模塊針對(duì)各飛參信號(hào)的特性設(shè)計(jì)了相應(yīng)的信號(hào)調(diào)理電路，通過對(duì)被采樣飛參信號(hào)進(jìn)行濾波、放大及整形等處理，使之滿足采樣要求，然

3、后，STM32根據(jù)預(yù)先設(shè)置的程序指令按一定順序和頻率依次采集各種信號(hào)；信號(hào)存儲(chǔ)模塊以SD卡為記錄體，STM32將采集的信號(hào)按照數(shù)據(jù)存儲(chǔ)格式形成數(shù)據(jù)包，發(fā)往數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，待緩沖區(qū)數(shù)據(jù)達(dá)到預(yù)定量，按標(biāo)準(zhǔn)路徑以文件形式寫入SD卡。USB數(shù)據(jù)卸載接口模塊，通過USB線直接將系統(tǒng)與上位PC機(jī)連接，用于飛行試驗(yàn)結(jié)束后卸載數(shù)據(jù)。
　　3、在硬件的基礎(chǔ)上，構(gòu)建軟件總體方案，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的上電識(shí)別、資源初始化配置、數(shù)據(jù)采集與處理等功能。主程序主要完成對(duì)各

4、種飛參數(shù)據(jù)的采集及記錄儀系統(tǒng)的總體控制工作；通過對(duì)SDIO驅(qū)動(dòng)的應(yīng)用完成向物理地址寫入數(shù)據(jù)的工作；通過嵌入式文件系統(tǒng)的移植，實(shí)現(xiàn)SD存儲(chǔ)卡以文件的形式對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)的功能；通過對(duì)USB驅(qū)動(dòng)程序的設(shè)置，完成對(duì)飛參數(shù)據(jù)的卸載工作。
　　研究結(jié)果表明，通過對(duì)STM32F103ZET6芯片豐富硬件資源的充分利用及相應(yīng)軟硬件設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了機(jī)載飛行數(shù)據(jù)記錄儀系統(tǒng)對(duì)飛參數(shù)據(jù)的快速采集及以文件形式進(jìn)行存儲(chǔ)的功能，該系統(tǒng)還可以通過USB接口與上位PC