星敏感器作为航天器姿态测量的高精度器件,其测量精度直接决定了卫星的姿态确定精度。星敏感器通过将卫星采集到的实时星图和历年星图库匹配来确定并修正航天器的姿态。为了协助星敏感器的单元电路、整机调试和验收,星敏感器测控台的研制被提出。星敏感器测控台是星敏感器研发过程中重要的测试设备,负责模拟总体设备发送命令,接收并分析星敏感器输出的数据,为专业技术人员提供有效的评测数据。测评人员通过对评测数据进行分析校验,检测星敏感器的工作状态。综合分析星敏感器测控台的功能需求,在硬件设计上需要实现测控台与每一个被测试设备独立的通讯,以及对星敏感器输出图像数据的采集;在软件设计上需要实现图像的实时显示,组合指令文件发送,标定转台的控制以及电源的程控。根据功能需求分析设计出由可程控电源、PCIe功能卡、基于PCIe总线的紧凑型工控机以及星敏感器、星图模拟器和标定转台三个被测设备组成的,集测试和控制功能为一体的测控平台。PCIe功能卡的设计开发为本次课题的核心之一,其结构选用子卡加载板的方式,由PCIe载板和图像采集子卡以及串口通信子卡组成。图像采集卡通过Cameralink接口对512×512×16bit和1024×1024×8bit两种不同类型的传输模式的图像数据进行实时采集;串口通信卡通过一路隔离RS-422与星敏感器通讯,一路普通RS-422与星图模拟器通讯,一路RS-232与标定转台进行通信,实现控制指令的发送,以及被测设备反馈指令的接收。硬件逻辑的编写基于Xilinx公司开发的VIVADO平台完成,利用AXI总线技术,PCIe总线技术,RS-422和RS-232串口数据收发技术,以及基于地址映射的读写技术,编写了串口数据采集逻辑和图像数据采集逻辑。上位机软件设计基于NI公司开发的CVI/LABWINDOWS平台,使用C语言完成软件开发。上位机程序包括:基于VISA驱动,SCPI命令协议的电源程控程序;基于异步定时器技术和PCIe驱动技术的组合指令收发程序和标定转台控制程序;基于线程池技术和PCIe驱动技术的图像数据采集及实时显示程序。硬件逻辑和上位机程序通信实现了对星敏感器的控制以及工作状态的监测,对星图模拟器的星图输出的控制,以及对标定转台的程控。在软件设计和硬件设计完成后,进行测控台与星敏感器,星图模拟器,标定转台的现场联合调试。测控台能可靠有效地满足任务需求,达到技术指标要求,帮助星敏感器的研发人员快速准确地排查研制过程中出现的问题,完成测试任务。