文章主要针对RS232,SPI,CAN,I2C,A/D,D/A接口和总线在ARM STM32平台上进行驱动程序的设计和编写,针对驱动的设计工作文章主要进行了以下工作:

(1) 文章首先介绍了立方体卫星的发展,之后介绍了QB50项目和南京理工大学NJUST-1立方星的内容和合作任务。

(2) 第二部分主要介绍了ARM硬件架构以及驱动程序在软件框架当中所处的物理层和作用,这是编写驱动程序所必须了解的基础。    

(3) 第三章至第八章分别介绍了USART、SPI、CAN、I2C、ADC、DAC模块驱动程序的设计工作。包括设备初始化和数据的读写处理,并对驱动程序的功能性进行了测试验证。程序调试时我们需要可视化的程序进程串口,一般的选择是通过串口连接PC机,在串口调试助手程序中进行观察,也可以发送指令控制程序运行,星上定位使用GPS模块,GPS数据也需要串口传输,供CPU处理。SPI是一种串行总线,可以用来实现通信也可以实现存储设备的数据读取。CAN总线和I2C总线是两种双线通信总线,具有非常优越的设备管理功能,是星上设备之间通信的主要连接方式,他们连接着星上的GamaNet星间通信模块、电源管理系统、星地通信模块以及星务计算机等主要模块,可以说是星务计算机的神经网络。A/D功能负责采集星上各种设备的电压量,包括太阳敏感传感器的数据采集,D/A模块能够输出指定值的电压输出,用于实现对其他设备的控制,方便星上设备的管理。

(4) 文章最后对所做工作进行了总结。

2 STM 32硬件平台及其驱动

2.1 STM32体系架构

ARM Cortex-M处理器使用哈佛微架构,执行32位的Thumb-2指令集,同时包含高效的系统外设——Nested Vectored Interrupt Controller(NVIC)和Arbiter总线,其机构如图2.1所示。ARM Cortex-M处理器整合了多种技术,减少了内存使用,并在极小的RISC内核上满足低功耗和高性能。ARM Cortex-M 处理器是使用门数最少的ARM CPU,相对于过去的设计大大减小了芯片面积,而其性能可达1.2DMIPS/MHz,拥有比ARM v7更高的性能,此外,基本系统外设还具备高度集成化的特点,集成了许多紧耦合系统外设,合理利用了芯片空间【 】。

由于立方体小卫星体积小,所能提供的电耗功率较小,同时搭载了各种载荷和探测设备,对于主处理器的性能也有一定的要求,因此选择基于ARM Cortex-M架构的STM32 M3系列的STM32F103 MCU作为构建立方体小卫星星务系统的主处理器,满足了星务计算机对于尺寸、功耗、和性能的综合要求。

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