图 5.7  CAN模式转换 27

图 5.8  CAN驱动程序验证显示 28

图 6.1  I2C总线协议时序 29

图 6.2  I2C设备连接 29

图 6.3  I2C写数据序列图 31

图 6.4  I2C读数据序列图 32

图 6.5  I2C和HMC5883L通信结果显示 33

图 7.1  逐次逼近型ADC结构图 34

图 7.2  STM32 ADC初始化过程 36

图 7.3  ADC-DAC驱动程序验证显示 37

图 8.1  失能硬件触发时DAC转换时序图 38

 1 引言

1.1 研究背景

1.1.1 立方体纳卫星

立方体纳卫星（CubeSat）简称立方星【 】，其外形为边长10cm的立方体，输出功率相当于手机，重量不足1.3kg，如图1.1所示。根据所承担任务的不同，也可以将其扩展为双单元、三单元，甚至六单元。CubeSat始于1999年美国加州理工学院和斯坦福大学的一项科学研究项目【 】，斯坦福大学的Bob Twiggs确定了卫星边长为10cm，来确保卫星表面所布太阳能板提供足够的的电量，加州理工学院的Jordi  Puig-Suai 设计了星箭分离装置，如图1.2a和图1.2b所示，入轨后通过弹簧装置将卫星释放出去，并使得CubeSat成为纳卫星的通用标准。

图 1.2  星箭分离装置

立方体纳卫星具有以下主要特点：

（a） 一般运行于低轨，大量使用商业元件；

（b） 成本低、研制周期短；

（c） 可搭载小型载荷；

（d） 可根据需要选择不同的卫星单元数目，如常见的两单元、三单元、六单元；

（e） 搭载和分离方式灵活，适合一颗多星发射。

立方星的主要用途包括：科学探索、技术在轨演示验证、星间或星地通信、卫星组网等。

自1999年提出立方体纳卫星的规范，已经有越来越多的高校和科研院所通过搭载小卫星参与到空间科学实践当中来。2003年6月30日，俄罗斯运载火箭将第一套立方星六星平台送入轨道；目前，全球至少60所大学和研究院所参与立方星技术的研究，250颗立方星已经或即将被送入轨道。2003年6月由斯坦福大学研制的Quakesat小卫星【 】作为第一次发射的8个立方体小卫星当中的一个成功在轨运行，并在一年中在8个地震区记录下异常低频电磁波信号；CANX是在2001年启动的加拿大纳卫星项目，其纳卫星已经发展到CANX-6，其中CANX-4和CANX-5【 】是为编队飞行设置的两个纳卫星，并且尺寸达到了20cm3；NASA已经选中了24颗小卫星作为火箭发射的辅助载荷的候选，他们分别将于2014年、2015年和2016年发射，这24颗小卫星来自全美国的部分大学，佛罗里达的一所高中，几个非营利性组织以及NASA空间中心自身，这已经是NASA宣布的第四轮的空间任务的CubeSat候选【 】。2003-2011年发射的立方体纳卫星中均有卫星仍在轨运行【 】【 】，它们虽然存在各种在轨问题，但是立方体纳卫星搭载的微型器件与部件已经在寿命和可靠性上展现出潜力。源]自=751-^论-文"网·www.751com.cn/