基于NiosⅡ軟核處理器的激光測距系統(tǒng)研究與設(shè)計.pdf

1、激光自上世紀(jì)60年代問世以來，就以其良好的相干性、方向性和高亮度等優(yōu)點，在人類活動的各個領(lǐng)域得到了快速而廣泛的應(yīng)用。其中激光測距技術(shù)就是激光在軍事上最早和最成熟的應(yīng)用之一。目前常用的激光測距技術(shù)主要包括脈沖激光測距技術(shù)、相位激光測距技術(shù)以及其他一些激光測距技術(shù)等。隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，電子系統(tǒng)的設(shè)計方法也發(fā)生了很大變化，集成電路向著高速度、高集成度和低功耗的系統(tǒng)集成方向迅猛發(fā)展，基于SOC以及SOPC的芯片設(shè)計方法正成為電子系統(tǒng)

2、設(shè)計的主流。而傳統(tǒng)的脈沖激光測距系統(tǒng)一般通過分立的電路元件搭建而成，致使系統(tǒng)開發(fā)成本偏高，電路設(shè)計復(fù)雜，大大限制了激光測距系統(tǒng)的發(fā)展，所以近年來激光測距系統(tǒng)正朝著小型化和集成化的方向發(fā)展。 本文旨在對脈沖激光測距系統(tǒng)進(jìn)行一套全數(shù)字集成化方案設(shè)計，將激光接收與信號處理單元部分集成到一片現(xiàn)場可編程門陣列芯片上。采用Altera公司推出的嵌入式軟核處理器NiosII，將整個信號處理單元劃分為基于NiosII軟核處理器的信號處理模塊、控

3、制器模塊、延時單元模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、基于RS-422的UART通信模塊、系統(tǒng)控制信號模塊以及時鐘管理模塊等七部分。論文對每個模塊的功能與實現(xiàn)方式進(jìn)行了詳細(xì)介紹。與傳統(tǒng)分立電路元件構(gòu)成的激光測距系統(tǒng)相比，該方案可大大降低系統(tǒng)成本，縮小系統(tǒng)體積，降低開發(fā)難度并提高系統(tǒng)靈活性。 針對遠(yuǎn)距離激光脈沖回波信號功率較弱、難以被系統(tǒng)檢測到的問題，本文在研究了眾多微弱激光脈沖信號檢測算法的基礎(chǔ)上，提出了一種基于數(shù)字FIR濾波與相關(guān)檢測相結(jié)合的