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云是重要的天气现象,关系到人的生活和国民经济的发展,而云的一个重要观测参数就是云底高度。云高的测量方法有多种,激光云高仪精度高且可以在野外全自动连续测量,和其他云高测量方法相比具有不可比拟的优点,已成为云高观测仪器的发展方向。而目前的产品在环境适应、工作稳定、自动化程度以及体积、成本等诸多问题还需要努力优化和改进,研制控制器是其重要部分。
根据激光云高仪控制器的具体需求,设计了一种由单片机(MSP430F149)和DSP(TMS320C6416)构成的双CPU结构的激光云高仪控制器。该控制器两个CPU配合工作,利用单片机控制能力强的特点作为控制核心,负责系统级的控制、人机界面、数据通信等功能,利用DSP芯片高速性、实时性进行数据采集,单片机和DSP之间通过DSP的HPI接口进行通信。这种设计有效的利用了单片机和DSP芯片的优点,使两者功能最大化,减小了体积,降低了成本,集成化程度提高,实现了激光云高仪的数据采集和自动控制功能。
首先介绍了云的概念,云高的测量方法以及激光云高仪控制器的研制意义;然后详细介绍了控制器单片机部分和DSP部分的硬件电路以及相应的软件设计,并进行了性能测试和结果分析;最后对本系统设计做出了总结,提出了不足和下步工作的改进目标。