基于arm内核的UV通信机的设计
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China；2. Shanghai Aerospace System Engineering，Shanghai 201109，China）
Abstract: The communication subsystem for small satellite of high data volume，high speed and high reliability arerequired.this paper uses ARM core’s product STM32 as the main controller，high input range，low radiation voltage regulator chip and RF modules that meet performance requirements.A UV communication device is designed after reviewing a large amount of literature . After simulation and debugging，the uplink and downlink communication link is still very smooth and the command response is good with no crash situation and good fault tolerance. Communication device met the basic requirements of indicators.The communication device already has the basic functions and has passed the acceptance of the partners. The effect is acceptable. Key words: micro satellite；STM32F4；communication device；system design
算法验证等实验。立方星通信机是立方星的重要组 不了解协议的使用者应用难度较大，但该通信机操作
成部分，主要负责地面遥控指令的有效接收以及星 简单，和用户互交较好。ISIS 的通信机上行使用 VHF
上遥测数据的稳定下传，由于立方星发射任务多样 频段，调制模式为 FSK；下行使用用 UHF 频段，调制模
化，使其对通信机提出更高的要求 。 [4] 目前国内在微 式为 BPSK。许多微小卫星发射任务都使用 ISIS 的通
第 26 卷 第 13 期 Vol.26 No.13
电子设计工程 Electronic Design Engineering
2018 年 7 月 Jul. 2018
基于 arm 内核的 UV 通信机的设计
王 李 1，陈 巡 1，张 翔 1，莫乾坤 1，廖文和 1，唐 亮 2
（1.南京理工大学 机械工程学院，江苏 南京 210094；2.上海宇航系统工程研究所 上海 201109）
小卫星通信机研究领域起步较晚，整体水平比较落 信板，但是 ISIS 通信板价格昂贵而且国外售后服务不
后，仅哈尔滨工业大学和和浙江大学发展水平较好， 周到，应用难度较大。本通信机借鉴以上两者优点，
而国外在这个研究领域处于领先地位，而且已经有 根据星地设计指标，设计一款新的通信机。
将通信机设备商业化的公司，比如丹麦的 Gomspace 公司以及荷兰的 ISIS 公司。所以应用于微小卫星的
行为 UHF，9 600 bps，下行帧数率为 8 帧/秒，帧长为 定长的 128 bytes；并且为全双工通信，上行频率小于 1 次/秒。通信机对外总线接口为 I2C 接口和 SPI 接口， I2C 接口配置为主发从收模式，速率设置为 400 kbps， 且以响应形式应答。SPI 接口仅做主发。采用第三 种通信模式。射频发射机的发射功率 27 dbm，射频 接收机灵敏度优于-115 dbm，平均功耗小于 0.5 W。 其主要设计指标如表 1。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
要求。该通信机已经具备基本功能且已通过合作方初样验收，效果良好。
关键词：微小卫星；STM32F4；通信机；系统设计
中图分类号：TN99
文献标识码：A
文章编号：1674-6236（2018）13-0177-04
Design of UV communication device based on ARM kernel
微小卫星由于研制成本低，研制周期短，搭载灵
Gomspace 通信机采用一个频点通信，是半双工
活，成为各大高校研究热点[1- 。 3] 微小卫星功能越来 通信，数据传输效率不高，且为突发模式容易丢帧。
越多，可进行空间探测，在轨元器件验证，科学实验； 其星上协议和星地协议均采用 CSP 微小卫星协议，对
WANG Li1，CHEN Xun1，ZHANG Xiang1，MO Qian⁃kun1，LIAO Wen⁃he1，TANG Liang2 （1. Mechanical Engineering SchoolNanjing University of Science and Technology，Nanjing 210094，
摘要：针对微小卫星对星载通讯分系统高数据量，高速率和高可靠的要求，本文根据设计指标，采
用以 arm 为内核的 STM32F4 芯片为主控制器，以及高输入范围，低辐射的转压稳压芯片和满足性能
要求射频模块，在查阅大量文献资料之后，设计了一款基于 arm 内核的 UV 通信机。经过仿真和调
试，上下行通信链路通畅，指令响应良好，容错性能较好，没有出现死机状况，通信机基本满足指标
1 指标要求及方案设计
通信机有很大的研究价值。
通 信 机 上 行 为 VHF 频 段 ，1 200 bps 波 特 率 ，下
收稿日期：2017-10-18 稿件编号：201710047
作者简介：王 李（1992—），男，湖北荆州人，硕士研究生。 研究方向：飞行器设计。
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《电子设计工程》2018 年第 13 期
Abstract: The communication subsystem for small satellite of high data volume，high speed and high reliability arerequired.this paper uses ARM core’s product STM32 as the main controller，high input range，low radiation voltage regulator chip and RF modules that meet performance requirements.A UV communication device is designed after reviewing a large amount of literature . After simulation and debugging，the uplink and downlink communication link is still very smooth and the command response is good with no crash situation and good fault tolerance. Communication device met the basic requirements of indicators.The communication device already has the basic functions and has passed the acceptance of the partners. The effect is acceptable. Key words: micro satellite；STM32F4；communication device；system design
算法验证等实验。立方星通信机是立方星的重要组 不了解协议的使用者应用难度较大，但该通信机操作
成部分，主要负责地面遥控指令的有效接收以及星 简单，和用户互交较好。ISIS 的通信机上行使用 VHF
上遥测数据的稳定下传，由于立方星发射任务多样 频段，调制模式为 FSK；下行使用用 UHF 频段，调制模
化，使其对通信机提出更高的要求 。 [4] 目前国内在微 式为 BPSK。许多微小卫星发射任务都使用 ISIS 的通
第 26 卷 第 13 期 Vol.26 No.13
电子设计工程 Electronic Design Engineering
2018 年 7 月 Jul. 2018
基于 arm 内核的 UV 通信机的设计
王 李 1，陈 巡 1，张 翔 1，莫乾坤 1，廖文和 1，唐 亮 2
（1.南京理工大学 机械工程学院，江苏 南京 210094；2.上海宇航系统工程研究所 上海 201109）
小卫星通信机研究领域起步较晚，整体水平比较落 信板，但是 ISIS 通信板价格昂贵而且国外售后服务不
后，仅哈尔滨工业大学和和浙江大学发展水平较好， 周到，应用难度较大。本通信机借鉴以上两者优点，
而国外在这个研究领域处于领先地位，而且已经有 根据星地设计指标，设计一款新的通信机。
将通信机设备商业化的公司，比如丹麦的 Gomspace 公司以及荷兰的 ISIS 公司。所以应用于微小卫星的
行为 UHF，9 600 bps，下行帧数率为 8 帧/秒，帧长为 定长的 128 bytes；并且为全双工通信，上行频率小于 1 次/秒。通信机对外总线接口为 I2C 接口和 SPI 接口， I2C 接口配置为主发从收模式，速率设置为 400 kbps， 且以响应形式应答。SPI 接口仅做主发。采用第三 种通信模式。射频发射机的发射功率 27 dbm，射频 接收机灵敏度优于-115 dbm，平均功耗小于 0.5 W。 其主要设计指标如表 1。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
要求。该通信机已经具备基本功能且已通过合作方初样验收，效果良好。
关键词：微小卫星；STM32F4；通信机；系统设计
中图分类号：TN99
文献标识码：A
文章编号：1674-6236（2018）13-0177-04
Design of UV communication device based on ARM kernel
微小卫星由于研制成本低，研制周期短，搭载灵
Gomspace 通信机采用一个频点通信，是半双工
活，成为各大高校研究热点[1- 。 3] 微小卫星功能越来 通信，数据传输效率不高，且为突发模式容易丢帧。
越多，可进行空间探测，在轨元器件验证，科学实验； 其星上协议和星地协议均采用 CSP 微小卫星协议，对
WANG Li1，CHEN Xun1，ZHANG Xiang1，MO Qian⁃kun1，LIAO Wen⁃he1，TANG Liang2 （1. Mechanical Engineering SchoolNanjing University of Science and Technology，Nanjing 210094，
摘要：针对微小卫星对星载通讯分系统高数据量，高速率和高可靠的要求，本文根据设计指标，采
用以 arm 为内核的 STM32F4 芯片为主控制器，以及高输入范围，低辐射的转压稳压芯片和满足性能
要求射频模块，在查阅大量文献资料之后，设计了一款基于 arm 内核的 UV 通信机。经过仿真和调
试，上下行通信链路通畅，指令响应良好，容错性能较好，没有出现死机状况，通信机基本满足指标
1 指标要求及方案设计
通信机有很大的研究价值。
通 信 机 上 行 为 VHF 频 段 ，1 200 bps 波 特 率 ，下
收稿日期：2017-10-18 稿件编号：201710047
作者简介：王 李（1992—），男，湖北荆州人，硕士研究生。 研究方向：飞行器设计。
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《电子设计工程》2018 年第 13 期