嵌入式微型航姿系统硬件电路设计
嵌入式系统设计实例
13.车牌旳智能辨认
在交通系统中，对行进中车牌旳辨认是许 多交通控制问题旳基础研究。
用摄像系统采集车牌数据，关键在于从一辆 车旳多方面视频信息中截取车牌信息，并进一步 辨认车牌，同步对反辨认技术给出相应措施。
14.GPS导航系统
由两个子系统构成：（1）地理信息系统； （2）GPS数据采集系统。在此两项技术上 加入导航算法。
硬件设计旳图示见下页。
硬件设计示意图
图中，基本系统
价格约200元，显示屏 约20元，CCD约20元， IC卡约20元，总计硬 件价格不超出280元。
三、软件设计
1．初始化软件 2．电度表摄入及分析软件 3．卡输入软件 4．人、机接口软件 5. 计费软件
嵌入式系统设计题目详解
1.公交车站信息系统
3.公共服务行业（银行、医院等） 排队信息系统
题目内涵：公共服务就体现其公正性、公 平性，并能用当代化技术降低等待时间，本题 目要求设计出一种排队产品，使公共服务便利 公平。
4.固话缴费系统
题目内涵：当代化家庭会涉及到多种缴费 系统，对缴费系统旳要求是以便和安全。这 关系到从银行取款旳安全性。所以，在设计 该系统时，从银行取款时，要求加一种指纹 验证系统，在银行端进行指纹正当性及即时 性检验；当有效时则能够取款，而且款项只 能进入需缴费旳几种固定帐户，并一并进入 银行转帐。
10.电子钱包
该钱包有下列功能：（1）在按指纹后，能 够从银行旳有关帐户中往电子钱包中存款； （2）经过USB接口与其他钱包连接时，可存 取款，并显示之；（3）外接到POS机时，可 取出钱包中旳款，并可取出纸币；（4）全部 交易可接入银行网络上结算。
总之，此电子钱包可完全取代钱包旳作 用，以便交易，且安全可靠。
嵌入式电路设计
嵌入式电路设计嵌入式系统指的是在电子设备内部嵌入的计算机系统。
它们被广泛应用于控制、通讯、计量、音频处理以及娱乐等领域。
嵌入式系统常常要求高性能、低功耗、小尺寸、低成本和实时性等特点，因此设计出高性能的嵌入式电路是至关重要的。
1.需求分析在进行嵌入式电路设计之前，需要先进行需求分析。
在需求分析阶段，设计人员需要了解电路所需的功能、性能和性能指标等。
还需要对使用场景、运行环境、成本和开发周期等进行了解和分析。
2.系统设计在进行嵌入式电路系统设计时，需要根据需求分析所得进行系统架构的设计。
系统设计包括了系统结构、模块划分、通信协议、数据采集方式的选择等。
在设计中需要注意系统的可扩展性和可维护性。
3.硬件设计硬件设计通常包括电路原理图、PCB布局以及电路测试和验证。
在这个过程中，设计人员需要根据系统设计出的要求制定硬件设计并完成电路原理图的设计。
之后，需要进行PCB布局。
在电路测试和验证阶段需要对硬件设计进行测试和验证，确保电路的稳定性、可靠性和安全性。
对于嵌入式电路的软件设计来说，需要编写底层代码和应用程序。
底层代码用于驱动硬件，并提供数据接口。
而应用程序设计则是基于底层代码和需求分析设计的。
在软件设计中，需要重视代码可读性和可维护性。
5.系统集成在嵌入式电路设计中，系统集成阶段是将硬件和软件进行集成。
在此阶段，需要针对硬件和软件进行测试和验证。
并且在进行测试和验证时，需要对系统进行调试和优化，确保系统的功能正常运行。
6.量产量产阶段是指对完成的电路进行复制。
在量产阶段，需要制定生产流程，确保电路的质量和工艺稳定性，同时根据需求生产成本和数量。
1. 嵌入式系统设计比较特殊，因此在设计前需要一些比较特殊的预备环境和器材。
2. 在系统设计时要全面考虑实际情况，最好要根据具体应用场景实际考虑。
3. 在进行硬件设计时需要有充足的电路设计知识并熟练掌握相关工具。
4. 进行测试和验证时需要充分、实际地根据实际情况和工作状态进行测试，以确保系统的可靠性和性能。
嵌入式电子飞行仪表系统(一)
嵌入式电子飞行仪表系统（一）——飞行数据采集系统软硬件设计北京航空航天大学电子信息工程学院何岷徐广毅张展在对飞机进行飞行控制的过程中，飞行员要及时了解飞机的各种飞行参数，以确保对飞机安全准确的进行操纵，如果是编队飞行，本机的飞行员还需要及时了解友机的部分飞行参数。
因此，一套完整的EFIS系统，除了包含能够给飞行员提供直观与完备的可视化界面的电子综合显示系统之外，还必须包括对传感器进行数据采集和预处理的飞行数据采集系统。
数据采集系统可以实时收集本机和友机的飞行数据，并且将其按一定的数据格式传送给电子综合显示系统和机队中的母机，数据的传输将在“数据通讯”中详细介绍，这里仅仅考虑数据的收集问题。
由于EFIS系统是针对某型号的飞机设计的，所以其数据采集系统必然在软硬件上具有专用特性，而考虑到降低成本和提高EFIS系统的可扩展性，我们又必须在设计其软硬件的时候使其在一定范围内具有通用特性。
第一部分性能指标设计数据采集系统的第一步是确定系统的性能指标，为了能够给电子综合显示系统和母机实时提供所需的飞行数据，在这里我们根据EFIS系统的要求并且参考了有关飞行参数的资料后，确定了数据采集系统需要达到一定的技术指标。
一、系统的容量和精确度据系统设计要求，采集系统至少能够将本机的19种飞行参数和4架友机的4种飞机参数转换成计算机能处理的标准数字信号，并且达到规定的范围和精确度指标。
这些飞行参数如表一所示。
友机的４种飞行参数是：北向位置、东向位置、地速和密度高度，指标与本机飞行参数相同。
这些参数包含了M-18飞机的主要飞行参数和仪表显示，可以满足飞机安全飞行和飞机编队间互相通讯的基本要求。
在条件允许的情况下，我们还可以增加其他的飞行参数，但这会使系统更复杂，所以在这里暂时不考虑。
二、系统的响应时间（实时性）各个数据的采集刷新速率不小于15次/秒，远大于飞机姿态变化的最快频率。
这样才可以保证采集系统能完整、准确的捕捉到飞机的姿态变化，并向显示系统提供实时的数据，以确保飞行员及时了解飞机飞行的各种参数，这是保证整个系统的实时性的关键所在。
嵌入式系统最小系统硬件设计
通信课程设计嵌入式系统最小系统硬件设计2010-10-3目录引言 (2)嵌入式最小系统 (2)SEP3202简述 (3)最小系统硬件的选择和单元电路的设计 (3)(一) 电源电路 (3)(二) 晶振电路 (5)(三) 复位及唤醒电路 (5)(四) 存储器 (6)1. FLASH存储 (7)2. SDRAM (8)(五) 串行接口电路设计 (8)(六) JTAG模块 (9)(七) 扩展功能（LED） (10)参考文献 (11)引言嵌入式系统是以应用为中心，软件硬件可裁剪，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等综合性严格要求的专用计算机系统。
本文主要研究了基于SEP3202（内嵌ARM7TDMI处理器内核）的嵌入式最小系统，围绕其设计出相应的存储器、总线扩展槽、电源电路、复位电路、JTAG、UART等一系列电路模块。
嵌入式最小系统根据IEEE的定义，嵌入式系统是：控制、监视或者辅助装置、机器和设备运行的装置。
这主要是从应用上加以定义的，从中可以看出嵌入式系统是软件和硬件的综合体，还可以涵盖机械等附属装置。
不过上述定义并不能充分体现出嵌入式系统的精髓，目前国内一个普遍被认同的定义是：以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。
嵌入式最小系统即是在尽可能减少上层应用的情况下，能够使系统运行的最小化模块配置。
以ARM内核嵌入式微处理器为中心，具有完全相配接的Flash电路、SDRAM电路、JTAG 电路、电源电路、晶振电路、复位信号电路和系统总线扩展等，保证嵌入式微处理器正常运行的系统，可称为嵌入式最小系统。
对于一个典型的嵌入式最小系统，以ARM处理器为例，其构成模块及其各部分功能如图1所示，其中ARM微处理器、FLASH和SDRAM模块是嵌入式最小系统的核心部分。
微处理器——采用了SEP3203；电源模块——为SEP3203内核电路提供2.5V的工作电压，为部分外围芯片提供3.3V的工作电压；时钟模块（晶振）——通常经ARM内部锁相环进行相应的倍频，以提供系统各模块运行所需的时钟频率输入。
基于DSP的导航飞控嵌入式系统设计
高系统的精度和稳定性，以满足更高要求的导航需求。
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基于DSP的导航飞控嵌入式系 统设计
01 引言
03 硬件设计
目录
02 系统概述 04 参考内容
引言
随着航空技术的不断发展，导航飞控系统在无人机、航空模型等航空器中的应 用越来越广泛。为了提高导航飞控系统的性能和稳定性，需要采用高性能的数 字信号处理器（DSP）来实现复杂的算法和控制逻辑。本次演示将介绍一种基 于DSP的导航飞控嵌入式系统设计。
3、执行机构接口：为了实现对飞行器的控制，系统需要与执行机构进行通信。 本系统采用PWM和串口两种接口方式，与执行机构进行通信。PWM接口主要用 于控制舵机和油门等；串口接口主要用于与其他设备进行通信。
4、电源模块：为了保证系统的正常运行，需要为各个组件提供稳定的电源。 本系统采用开关电源和线性电源两种方式，为各个组件提供电源。开关电源具 有效率高、体积小的优点；线性电源具有噪声低、稳定性高的优点。
结合，充分发挥了两种技术的优势，提高了导航计算机系统的性能和可靠性。
未来发展方向，可以进一步提高该系统的智能化水平，如引入和机器学习等技 术，实现自适应导航算法、自主规划路径等功能。同时可以研究更先进的信号 处理技术，提高该系统的定位精度和数据传输速度。此外，可以进一步优化硬 件和软件设计，
减小该系统的体积和功耗，提高其便携性和续航能力。
三、基于DSP的惯性导航系统实 现
在实现基于DSP的惯性导航系统时，我们需要考虑以下几个关键因素：
1、选择合适的DSP处理器：根据系统需求，选择具有适当处理能力和外设接口 的DSP处理器。
2、优化算法：为了获得更准确的导航数据，我们需要优化算法以提高数据处 理和分析的准确性。
嵌入式系统的电路设计
嵌入式系统的电路设计从现代电子设备到家用电器，从汽车到机器人，从导航系统到移动设备，嵌入式系统的应用无处不在。
而这些设备的核心是嵌入式系统。
如何设计出一款高效、可靠的嵌入式系统，关键在于电路设计。
嵌入式系统的发展使得电路设计变得更加复杂和精细。
在功能和性能相同的情况下，嵌入式系统要求更小、更轻，因此嵌入式系统的电路设计必须考虑到这些要素。
通常，嵌入式系统的电路板包括电路、电源和I/O接口。
各个部分不仅要考虑到其内部电路的实现，还要考虑可靠性和可维护性。
嵌入式系统电路的设计需要考虑许多因素。
其中最重要的是功耗和可靠性。
一般来说，嵌入式系统的功耗应尽可能地低，以延长电池寿命。
同时，嵌入式系统的可靠性也非常重要。
在设计阶段，必须考虑电路中的可靠性问题，对于高要求的嵌入式系统，还需要进行电磁兼容测试，确保系统稳定性。
在电路设计中，为了确保高质量和高可靠性，可以使用贴片、全自动化生产和质量测试。
贴片是一种将元器件贴附到印刷电路板上的方法。
全自动化的生产和质量测试系统可以大大提高生产效率，并确保高质量和高可靠性。
另外，为了确保设计的可扩展性和灵活性，可以采用芯片和模块的设计。
具体方法是使用尽可能多的通用开发板和通用双列直插板，以便将来随时更换或升级需要更改的部分，从而大大降低了设计成本。
在电路板的设计和生产过程中，还需要考虑许多其他因素。
例如，必须设计一个有效的电路模拟和仿真过程来确保电路板设计的准确性。
此外，电路板应该设计为易于调整和维修。
最后，电路设计人员还必须考虑电路板生命周期的需求，以便及早准备更换和升级的计划。
总之，嵌入式系统的电路设计是一项具有挑战性的任务。
要设计出高质量、高可靠性和高灵活性的电路板，需要考虑许多因素。
只有正确地进行电路设计和质量测试，并确保生产和制造的可扩展性和电路板寿命周期的需求，才能成功地设计出一个高效、可靠的嵌入式系统电路板。
小型航姿参考系统设计
摘 要： 针对航姿测量的需求，提出了一种基于四元数扩展卡尔曼滤波的航姿参考系统（ AHＲS） 设计方
案。系统采用低成本微机电系统（ MEMS） 三轴陀螺仪、加速度计和磁力计，利用基于四元数的扩展卡尔曼
滤波方法对传感器数据进行融合，得出三轴姿态角。为了仅根据磁偏力计数据进行正交化处理的方法。为了减小加速度计和磁力计测量误差，
1 四元数姿态测量原理 1． 1 四元数姿态微分方程
由机 体 坐 标 系 Sη （ 东 北 天 坐 标 系 （ east，north，up，
0引言 航姿参 考 系 统 （ attitude and heading reference system，
AHＲS） 能够提供滚转角、俯仰角和偏航角信息，随着电子 产品智能化程度的提高，姿态测量越来越多应用到手机、消 费级飞行 器、智 能 家 电 等 领 域，基 于 微 机 电 系 统 （ microelectro-mechanical system，MEMS） 器件的低成本航姿参考系 统越来越受到重视［1］。
出三轴姿态角。 磁力计量测方程的表达形式有多种，可利用偏航角与
四元数的转换关系［3］，可利用地磁场矢量的四元数转换关 系［4，5］ ，前 者 需 要 进 行 三 角 函 数 及 求 导 运 算 ，运 算 量 大，后 者需要知道地磁场矢量的详细信息，往往难以获取。本文 提出一种利用加速度计对磁力计数据进行正交化处理的方 法，优化了磁力计数据处理过程。
由于 MEMS 器件性能的限制，低成本航姿参考系统通 常采用陀螺仪、加速度计和磁力计组合的方式，利用卡尔曼 滤波方法对传感器信息进行融合，得到相对更优的航姿测 量结果。四元 数 具 有 不 奇 异、运 算 量 小 等 特 点［2］，常 用 于 捷联惯性导航的解算。本文利用基于四元数的扩展卡尔曼 滤波方法，对陀螺仪、加速度计和磁力计数据进行融合，得
《基于嵌入式系统的北斗-GPS-SINS组合导航系统设计与实现》范文
《基于嵌入式系统的北斗-GPS-SINS组合导航系统设计与实现》篇一基于嵌入式系统的北斗-GPS-SINS组合导航系统设计与实现一、引言随着科技的不断发展，导航技术在各行各业中的应用日益广泛。
作为现代社会的重要技术手段，导航系统的设计不仅涉及到多学科的知识融合，而且其实现过程的复杂性和精细度也在不断提升。
在众多的导航系统中，北斗/GPS/SINS（北斗卫星导航系统、全球定位系统、捷联式惯性测量系统）组合导航系统凭借其独特的优势和良好的互补性，逐渐成为了众多应用领域的首选。
本文将就基于嵌入式系统的北斗/GPS/SINS组合导航系统的设计与实现进行深入探讨。
二、系统设计概述（一）设计目标本系统设计的主要目标是实现北斗/GPS/SINS的组合导航，提高导航的精度和可靠性，满足各种复杂环境下的导航需求。
通过嵌入式系统的开发，将组合导航系统应用于各类设备中，实现高效、精准的定位和导航。
（二）设计原理本系统设计基于嵌入式系统技术，结合北斗/GPS/SINS的各自优势，通过数据融合算法实现组合导航。
其中，北斗和GPS提供全球定位信息，SINS提供高精度的姿态和速度信息，三者之间的数据通过算法进行融合，从而得到更准确、更稳定的导航信息。
三、系统硬件设计（一）处理器选择系统硬件的核心是处理器，本系统选择高性能的嵌入式处理器，具备强大的数据处理能力和良好的功耗控制能力。
（二）模块设计系统硬件包括北斗/GPS接收模块、SINS测量模块、数据传输模块等。
其中，北斗/GPS接收模块负责接收卫星信号并转换为数字信号；SINS测量模块负责测量姿态和速度信息；数据传输模块负责将处理后的数据传输给上位机或其它设备。
四、系统软件设计（一）操作系统选择本系统选择适用于嵌入式系统的实时操作系统，以保证系统的稳定性和实时性。
（二）软件开发环境搭建为方便开发，搭建了包括编译器、调试器等在内的软件开发环境。
同时，为保证软件的兼容性和可移植性，采用模块化设计方法进行软件开发。
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南 京 理 工 大 学毕业设计说明书(论文)作 者:雷宇 学 号： 0710200321 学院(系):自动化学院 专 业:自动化 题 目:嵌入式微型航姿系统硬件电路设计指导者：(姓 名) (专业技术职务)评阅者：(姓 名) (专业技术职务)2011年 5 月讲师 陈帅毕业设计说明书（论文）中文摘要毕业设计说明书（论文）外文摘要目次1 引言 (1)1.1 研究原理综述 (1)1.2 惯性导航意义 (4)2 设计原理和系统硬件框图 (5)3 航姿系统芯片和应用 (6)3.1 微处理器lpc2119 (6)3.2 惯性测量单元ADIS16355 (8)3.3 三轴数字罗盘HMC5843 (9)3.4 电源系统 (13)3.5 通用CAN隔离收发器CTM8251 (16)3.6 +3.0V到+5.5V RS-232收发器SP3232E (18)3.7 低电容双向ESD保护二极管 (18)3.8 单总线数字温度计DS1820 (18)3.9 单片机复位芯片MAX811 (19)3.10 芯片功能汇总 (19)4 航姿系统硬件电路设计 (20)4.1 设计原理图 (20)4.2 PCB设计 (23)致谢 (28)参考文献 (29)1 引言1．1 研究原理综述1.1.1 惯性导航系统综述惯性导航系统INS(Inertial Navigation System)是随着惯性传感器发展起来的一门导航综合技术，用于对运动体的姿态和位置等参数的确定，它完全自主、不受干扰、输出信息量大、输出信息实时性强等优点，即不需要引入外界的信息便可实现导航与制导，是实现运动体自主式控制和测量的最佳手段。
引起了人们的广泛重视，现已广泛应用于军用和民用的众多技术领域中，如飞船、飞机、导弹、火箭、舰船等各种运载工具以及资源勘测、地形测量、海洋考察等方面。
惯性导航的基本工作原理是以牛顿力学定律为基础，利用惯性测量元件(加速度计、陀螺仪)测量载体相对于惯性空间的运动参数，并经过计算后实施导航任务的。
由陀螺测量载体的角运动和由加速度计测量载体的加速度，在给定运动初始条件下，经转换、处理，输出载体的航姿和航向。
惯性导航系统通常由惯性测量单元IMU、导航计算机、控制显示装置等组成。
关键是惯性测量单元，它的精度决定了整个导航系统的精度。
惯性测量单元包括3个加速度计和3个单自由度陀螺仪，前者用来测量载体沿导航坐标系三个轴向的线加速度，后者用来测量载体绕三个轴向的转动以构成一个物理平台或“数字平台”。
按惯性测量单元在载体上的安装方式，惯性导航系统可分为捷联式惯导系统和平台式惯导系统。
平台式惯导系统是将惯性测量元件安装在惯性平台(物理平台)的台体上，它虽然精度较高，但是，其结构复杂、成本高、体积大，可靠性差。
而捷联式惯导系统则不需要实体的导航平台，它是把惯性测量元件直接安装在载体上，用计算机数学平台来代替传统的机械平台，具有结构简单、可靠性高且维护方便等优点，但计算量较大。
因此导航系统一般都选用捷联式。
1.1.2 航姿系统工作原理载体的姿态测量是载体进行预计轨迹运动的基础。
通常捷联惯导系统是利用惯性敏感器—陀螺仪和加速度计直接固定在运载体上，精确测量载体的旋转运动角速率和直线运动加速度信息，然后送至运载体机载计算机中进行实时的姿态矩阵解算，通过姿态矩阵把惯性导航系统中加速度计测量到的运载体沿体纵、横轴的加速度信息，转换到导航用的运动参考坐标系轴向，然后再进行导航计算，并从捷联矩阵的有关元素中提取机体的姿态角(导航学中常用航向角ψ、俯仰角θ和倾斜角γ作为载体的姿态角。
)。
载体在空间中的航向和姿态用机体坐标系（b系）相对于地理坐标系(t系END轴)的运动表示，运动角度被称为载体的姿态角。
捷联航姿系统由于没有机械平台，不能直接测出姿态角，因此要得到姿态角，必须在导航计算机中建立“数学平台”。
图1.1 载体运动坐标系航向角ψ:飞行器纵轴在水平面上的投影与地理子午线之间的夹角，数值以地理北向为起点顺时针方向为正，定义域为O一360°。
飞行器纵轴在水平面上的投影与地磁子午线之间的夹角称为磁航向角。
俯仰角θ:飞行器的纵向轴和当地水平面之间的夹角，向上为正，向下为负。
倾斜角γ:飞行器的横向轴与当地水平面之间的夹角，右倾为正，左倾为负。
1.1.3 航姿系统硬件设计航姿系统首先定时采集三轴微陀螺仪、三轴微加速度计以及三轴磁阻传感器的信号，分别得到三维空间中角速度分量、加速度分量以及地磁场分量，经模/数转换后将传感器组输出的模拟量转换成数字量，由同步串行总线送入微处理器；微处理器接收传感器信号后，将其进行信号处理，并将它们从串口输出。
1.1.4 嵌入式系统综述嵌入式系统是设计和完成复杂功能的硬件和软件，并使其紧密耦合在一起的计算机系统。
它以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。
嵌入式在许多产业中得到了广泛的应用并逐步改变着这些产业，包括工业自动化、国防、运输和航空领域。
在日常生活中几乎所有带有一点“智能”的家电（全自动洗衣机等）都是嵌入式系统。
嵌入式系统的核心是嵌入式处理器。
（1）嵌入式微处理器（EMPU），嵌入式微处理器的基础是通用计算机中的CPU。
在应用中，将微处理器装配在专门设计的电路板上，值保留嵌入式应用有关的母板功能，这样可以大幅度减少系统体积和功耗。
为了满足嵌入式应用的特殊要求，嵌入式微处理器虽然在功能上和标准的微处理器基本是一样的，但在工作温度、抗电磁干扰、可靠性方面一般都有所增强。
和工业控制计算机相比，嵌入式微处理器具有体积小、重量轻、成本低、可靠性高的优点，但是在电路板上必须包括ROM、RAM、总线接口、各种外设等器件，从而降低了系统的可靠性，技术上保密性也较差。
（2）嵌入式控制器（MCU）,嵌入式微控制器又称为单片机，就是将整个计算机系统集成到一块芯片中。
嵌入式微控制器一般以某一种微处理器内核为核心，芯片内部集成ROM/EPROM、RAM、总线、总线逻辑、定时/计数器、WatchDog、I/O、串行口、脉宽调制输出、A/D、D/A、Flash RAM、EEPROM 等各种必要功能和外设。
和嵌入式微处理器相比，微控制器最大特点是单片化，体积大大减小，从而使功耗和成本下降、可靠性提高。
微控制器目前是嵌入式系统工业的主流。
(3)嵌入式DSP处理器（EDSP）,DSP处理器对系统结构和指令进行了特殊设计，使其适合执行DSP算法，编译效率较高，指令执行速度也较高。
在数字滤波、FFT、谱分析等方面DSP算法正在大量进入嵌入式领域，DSP应用正在从通用单片机中以普通指令实现DSP功能，过渡到嵌入式DSP处理器。
(4) 嵌入式片上系统（System On Chip）,随着EDI的推广和VLSI设计的普及化及半导体工艺的迅速发展，在一个硅片上实现一个更为复杂的系统的时代已来临，这就是System On Chip，各种通用处理器内核作为SOC设计公司的标准库，和许多其它嵌入式系统外设一样。
成为VLSI设计中一种标准的器件，用标准的VHDL等语言描述，存储在器件库中。
用户只需要定义出其整个应用系统，仿真通过后就可以将设计图交给半导体公司制作样品。
这种除个别无法集成的器件以外，整个嵌入式系统大部分均可集成到一块或几块芯片中区，应用系统电路板变得很简洁，对于减少体积和功耗、提高可靠性非常有利。
1.1.5 Protel 99 SE综述Protel 99 SE是一个Client/Server型的应用程序，它提供了一个基本的框架窗口和相应的Protel 99 SE组件之间的用户接口，在运行主程序时各服务器程序可在需要的时间调用，从而加快了主程序的启动速度，而且极大地提高了软件本身的可扩展性。
Protel 99 SE中的这些服务程序基本上可以分为5大组件，即原理图设计组件、PCB设计组件、布线组件、可编程逻辑器件组件和仿真组件。
其中原理图设计组件和PCB设计组件是一般设计工作中的重点，而其他组件可以说是为这两个组件服务的。
1．2 惯性导航意义通过测量飞行器的加速度(惯性)，并自动进行积分运算，获得飞行器瞬时速度和瞬时位置数据的技术。
组成惯性导航系统的设备都安装在飞行器内，工作时不依赖外界信息，也不向外界辐射能量，不易受到干扰，是一种自主式导航系统。
1942年德国在V-2火箭上首先应用了惯性导航原理。
1954年惯性导航系统在飞机上试飞成功。
1958年舡鱼号潜艇依靠惯性导航在北极冰下航行21天。
惯性导航系统通常由惯性测量装置、计算机、控制显示器等组成。
惯性测量装置包括加速度计和陀螺仪，又称惯性导航组合。
3个自由度陀螺仪用来测量飞行器的3个转动运动；3个加速度计用来测量飞行器的3个平移运动的加速度。
计算机根据测得的加速度信号计算出飞行器的速度和位置数据。
控制显示器显示各种导航参数。
按照惯性导航组合在飞行器上的安装方式，分为平台式惯性导航系统(惯性导航组合安装在惯性平台的台体上)和捷联式惯性导航系统(惯性导航组合直接安装在飞行器上)；后者省去平台，所以结构简单、体积小、维护方便，但仪表工作条件不佳(影响精度)，计算工作量大。
惯性导航系统属于一种推算导航方式．即从一已知点的位置根据连续测得的运载体航向角和速度推算出其下一点的位置．因而可连续测出运动体的当前位置。
惯性导航系统中的陀螺仪用来形成一个导航坐标系使加速度计的测量轴稳定在该坐标系中并给出航向和姿态角；加速度计用来测量运动体的加速度经过对时间的一次积分得到速度，速度再经过对时间的一次积分即可得到距离。
惯性导航系统有如下主要优点．（1）由于它是不依赖于任何外部信息．也不向外部辐射能量的自主式系统．故隐蔽性好且不受外界电磁干扰的影响；（2）可全天侯全球、全时间地工作于空中地球表面乃至水下．（3）能提供位置、速度、航向和姿态角数据，所产生的导航信息连续性好而且噪声低．（4）数据更新率高、短期精度和稳定性好．其缺点是：（1）由于导航信息经过积分而产生，定位误差随时间而增大，长期精度差；（2）每次使用之前需要较长的初始对准时间；（3）设备的价格较昂贵；（4）不能给出时间信息。
在本课题中，最后设计出来的航姿系统具有自主导航的功能，可运用于航海航空等领域。
2 设计原理和系统硬件框图航姿系统首先定时采集三轴微陀螺仪、三轴微加速度计以及三轴磁阻传感器的信号，分别得到三维空间中角速度分量、加速度分量以及地磁场分量，经模/数转换后将传感器组输出的模拟量转换成数字量，由同步串行总线送入微处理器；微处理器接收传感器信号后，将其进行信号处理，并将结果输出。
在实际设计中，处理器选择LPC2119。
而惯性检测系统采用集成了三轴陀螺仪、三轴加速度计的ADIS16355，而磁力计采用的是HMC5843。