無人機(jī)相比較衛(wèi)星和載人航空飛機(jī)遙感平臺(tái)而言，具有成本低、靈活性高的特點(diǎn)。為了滿足科學(xué)遙感實(shí)驗(yàn)、完成遙感作業(yè)任務(wù)、協(xié)調(diào)無人機(jī)電子吊艙中多組件工作、控制遙感影像傳感器姿態(tài)，系統(tǒng)以AT89S52為主控芯片，擴(kuò)展多路串口及USB接口以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)與外圍設(shè)備的通信，同時(shí)設(shè)計(jì)了相機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊及三自由度步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊。通過無人機(jī)航空遙感實(shí)驗(yàn)證明該系統(tǒng)能夠滿足遙感實(shí)驗(yàn)要求。

USB接口擴(kuò)展電路設(shè)計(jì)

USB口擴(kuò)展由CH375芯片實(shí)現(xiàn)。CH375是USB總線的通用接口芯片。它的主要特點(diǎn)是價(jià)格便宜、接口方便、可靠性高。支持 USB-HOST主機(jī)方式和USB-DEVICE／SLAVE設(shè)備方式。CH375的USB主機(jī)方式支持常用的USB全速設(shè)備，外部單片機(jī)需要編寫固件程序按照相應(yīng)的USB協(xié)議與USB設(shè)備通信。但是對(duì)于常用的USB存儲(chǔ)設(shè)備，CH375的內(nèi)置固件可以自動(dòng)處理Mass-Storage海量存儲(chǔ)設(shè)備的專用通信協(xié)議，通常情況下，外部單片機(jī)不需要編寫固件程序．就可以直接讀寫USB存儲(chǔ)設(shè)備中的數(shù)據(jù)。CH375和單片機(jī)的通信有2種方式：并行方式和串行方式。USB擴(kuò)展電路原理圖如圖3所示，CH375芯片設(shè)置為內(nèi)置固件模式，使用12 MHz晶體。單片機(jī)P0口與CH375的D0～D7相連作為數(shù)據(jù)總線，譯碼器輸出CH375的相連片選該芯片，單片機(jī)A0與CH375的A0相連，可選擇 CH375的地址或是數(shù)據(jù)輸入與輸出。當(dāng)A0為高電平是D0～D7的傳輸?shù)氖堑刂?，低電平時(shí)傳輸?shù)氖菙?shù)據(jù)。P3．6和P3．7分別控制CH375的讀寫操作。CH375接單片機(jī)輸入端，當(dāng)有數(shù)據(jù)通過USB口輸入時(shí)產(chǎn)生中斷信號(hào)，通知單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。當(dāng)CH375芯片初始化后并成功與主機(jī)連通之后，指示燈亮。

步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路

穩(wěn)定云臺(tái)控制即為三自由度步進(jìn)電機(jī)控制，即控制遙感傳感器的俯仰角、橫滾角和航向角使穩(wěn)定云臺(tái)保持水平（或垂直）狀態(tài)。步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)由THB6128芯片實(shí)現(xiàn)，單片機(jī)只需輸出步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行方向和脈沖信號(hào)即可達(dá)到控制步進(jìn)電機(jī)的目的。

THB6128是高細(xì)分兩相混合式步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)專用芯片，通過單片機(jī)輸出控制信號(hào)，即可設(shè)計(jì)出高性能、多細(xì)分的驅(qū)動(dòng)電路。其特點(diǎn)為雙全橋 MOSFET驅(qū)動(dòng)，低導(dǎo)通電阻Ron=0．55 Ω，最高耐壓36 V，大電流2．2 A（峰值），多種細(xì)分可選，最高可達(dá)128細(xì)分，具有自動(dòng)半流鎖定功能，快衰、慢衰、混合式衰減3種衰減方式可選，內(nèi)置溫度保護(hù)及過流保護(hù)。圖4為航向角步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，俯仰角、橫滾角步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)與之相同。圖中CP1與U／D分別為單片機(jī)給出的驅(qū)動(dòng)脈沖與電機(jī)運(yùn)行方向控制信號(hào)。M1，M2，M3為電機(jī)驅(qū)動(dòng)細(xì)分?jǐn)?shù)選擇信號(hào)輸入，由撥碼開關(guān)人為控制。FDT1與VREG1分別為衰減模式選擇電壓與電流控制電壓輸入端。當(dāng)3．5 V時(shí)為慢衰減模式；當(dāng)為混合衰減模式；當(dāng)FDT1《0．8 V時(shí)為快衰減模式。調(diào)整VREG1端電壓即可設(shè)定步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電流值。

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