当前,基于激光陀螺的捷联惯导系统正在得到越来越广泛的应用,在有些战术应用方面需要惯导系统体积非常小,结构紧凑,这就需要组成惯导系统的惯性测量组件以及信号处理电路都实现小型化。现今的小型三轴激光陀螺尺寸可以小于Φ80×100mm,但相应的信号处理电路体积还比较大,不能满足小型化应用的要求。本文根据小型化应用的需要,设计了基于DSP技术和CPLD技术的应用于激光陀螺信号处理的小型化CPU板。本文的设计难点在于CPLD芯片内部的逻辑电路设计和基于DSP的FIR低通数字滤波器设计。 本文主要研究了: (1) 如何实现信号处理电路的小型化,制作了小型化的信号处理CPU板,尺寸为78×85mm~2。 (2) 根据激光陀螺信号处理原理,在CPLD芯片内设计了鉴相电路、倍频电路、计数电路和信号控制电路。 (3) 设计了CPLD与DSP的时序匹配,将CPLD的计数与寄存分开控制,外部时钟控制计数器计数,DSP指令控制计数器寄存,在DSP读取数据之前先向CPLD发送寄存信号,使DSP的数据读取与CPLD的数据寄存不会产生时钟冲突,解决了两个功能模块之间可能产生的时序不匹配问题。 (4) 编程调试了DSP芯片的A/D转换功能、SCI串口通信功能以及I/O端口输入输出功能。 (5) 在DSP芯片内设计实现了整系数低通数字滤波器,对二频机抖激光陀螺的输出信号进行了采样和数字滤波,去除了其中的抖动偏频信号及高频噪声。 试验和测试结果表明,本文设计的小型化CPU板运行效果良好,实现了对加速度计信号的正确计数,对激光陀螺输出信号的计数、鉴相解调和采样滤波;实现A/D采样以及与上位机的传输通信。同时,本文的设计占用了很少一部分DSP资源,为后续发展提供了硬件基础。