随着我国载人航天工程的稳步推进,需对密闭舱尤其是乘员舱(空间站)内进行微量有害气体的检测。通用质谱仪可实现O2、CO2、H2、CO、CH4、H2O和N2等气体成分(包含浓度)的检测,是微量气体检测的核心设备,但是由于体积,重量,空间防护弱等原因,不能满足特殊的空间环境使用要求,尤其是其电子控制单元部分。因此迫切需要根据航天器运行环境需求,研制小型、低功耗、适应空间环境下使用的质谱仪,用于舱内微量有害气体的检测。通过对多种质谱仪产品的调研,发现通用的质谱仪尤其是其电子控制单元与航天器的供配电、通讯接口、热等环境等要求不相适应。本文依照航天器运行环境的要求,结合四极杆质谱仪的技术特点,提出了一种以国产CPU芯片BM3803控制器为核心,辅助以FPGA为接口扩展的架构,在该架构基础上,运用低耦合,高内聚的设计思路,梳理出质谱仪控制器的需求,采用了模块化方法提取出CPU控制系统模块、供配电模块、电磁阀控制模块、温度采集等相关模块,利用内总线技术,解决了多接口、低功耗、空间要求苛刻环境下的多模块有机串联和协同可靠调度运行问题。最终实现了一种适应空间环境要求质谱仪的控制器研制。经过单机测试和系统联试结果表明,采用国产BM3803处理器构建的质谱仪控制器,其供配电及通讯接口、功耗、体积、性能等适应空间环境运行要求,该质谱仪控制器的功能满足质谱仪设备快速定量检测微量有害气体的需求。该控制器的研制成功,解决了传统质谱仪在外形、重量、功耗、在轨空间环境适应能力方面的要求,为实现质谱仪的小型化、低功耗及空间适应方面做出了探索实践。