微处理器在导航设备模拟信号处理中的应用

本文探讨了微处理器在导航设备模拟信号处理中的应用，展示了如何利用微处理器提高导航设备的系统集成度和可靠性。在传统的导航设备中，模拟信号处理通常依赖于大量的分立元件和机械传动，这种方式存在诸多不可靠因素和较高的数据处理误差。然而，随着微处理器技术的发展，现代无线电导航设备开始采用微处理器进行系统的控制和数据计算，显著提升了计算精度、可靠性和稳定性。 硬件设计是这一应用的关键。微处理器选择C8051F041，它内置64kB Flash存储器、4kB数据RAM、12位多通道ADC和双通道12位DAC，以及可编程的时钟源。磁方位信息通过交直流变换、解调和A/D转换器转化为数字量。微处理器根据数字方位和磁方位计算出差动方位，然后通过D/A转换器将数字差动方位转换为模拟信号输出。 在电路选取上，使用了高性能、低漂移的运算放大器OP11进行信号处理，并采用大电流运算放大器SFH51驱动模拟表头，以满足较大的电流需求。具体实现过程中，ADC负责对磁方位X和Y进行采样，而DAC则根据计算出的差动方位角度生成相应的模拟信号。 软件实现部分，首先需要解算磁方位。通过对三相磁方位信号X、Y、Z（通常Z接地）的处理，可以计算出磁方位角度。接着，根据数字方位和磁方位，通过特定算法计算出差动方位的X和Y值，这些值随后被转换为D/A转换器所需的数字量，从而生成模拟差动方位信号。 通过这样的硬件和软件设计，实现在导航设备中的应用，成功提高了设备的集成度和可靠性，满足了设计要求。这种微处理器驱动的模拟信号处理方法不仅简化了硬件结构，减少了故障点，还降低了对外部环境条件的敏感性，从而增强了导航设备的性能和稳定运行能力。