通信協(xié)議轉(zhuǎn)換器的主要工作流程由以下4部分組成：（1）無人機(jī)輸出28 V直流電源后經(jīng)過DC/DC電源模塊進(jìn)行隔離轉(zhuǎn)換，輸入給轉(zhuǎn)換器、航磁儀和銫光泵探頭，是系統(tǒng)工作的能量來源。（2）遙測(cè)地面站經(jīng)過無線電臺(tái)向無人機(jī)飛控中心發(fā)出航磁遙控指令，通信協(xié)議轉(zhuǎn)換器將接收到的數(shù)據(jù)幀進(jìn)行解包，提取航磁控制命令后封包發(fā)送給航磁儀。（3）機(jī)載銫光泵探頭輸出的磁力數(shù)據(jù)經(jīng)航磁儀量化后輸入到通信協(xié)議轉(zhuǎn)換器，其按照固定格式的數(shù)據(jù)幀進(jìn)行封包，發(fā)送到飛控中心的無線電臺(tái)鏈路中，完成遙測(cè)數(shù)據(jù)的回傳。（4）無人機(jī)飛控中心輸出位置姿態(tài)數(shù)據(jù)，通信協(xié)議轉(zhuǎn)換器將其中的位姿信息解析并封包為GPS標(biāo)準(zhǔn)格式，姿態(tài)信息解析并由D/A轉(zhuǎn)換器輸出模擬信號(hào)，航磁儀完成最后的位姿數(shù)據(jù)收錄。

2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

2.1 STM32F4嵌入式ARM芯片

STM32F407是ST（意法半導(dǎo)體）推出的以ARM CortexTM-M4為內(nèi)核的STM32F4系列高性能微控制器，其采用了90 nm的NVM工藝和ART（自適應(yīng)實(shí)時(shí)存儲(chǔ)器加速器）。ART技術(shù)使得程序零等待執(zhí)行，提升了程序執(zhí)行的效率，將Cortext-M4的內(nèi)核性能發(fā)揮到了極致，使得STM32F4系列微控制器可達(dá)到210 DMIPS@168 MHz。自適應(yīng)實(shí)時(shí)加速器能夠完全釋放Cortex-M4內(nèi)核的性能，當(dāng)CPU工作于所有允許的頻率（≤168 MHz）時(shí)，在閃存中運(yùn)行的程序可以達(dá)到相當(dāng)于零等待周期的性能。另外STM32F4系列微控制器集成了單周期DSP指令和FPU（浮點(diǎn)單元），提升了計(jì)算能力，可以進(jìn)行一些復(fù)雜的計(jì)算和控制。

由于STM32F407微控制器具有強(qiáng)大的計(jì)算能力和豐富的外設(shè)，選用此微控制器作為數(shù)據(jù)處理核心芯片將極大地簡(jiǎn)化硬件電路設(shè)計(jì)，不需要使用專用串口FIFO芯片對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行緩存，直接實(shí)時(shí)處理數(shù)據(jù)幀中的識(shí)別碼、校驗(yàn)碼等，對(duì)其數(shù)據(jù)解包和封包的過程延時(shí)極其短暫，可以完成大數(shù)據(jù)量下的實(shí)時(shí)傳輸。

2.2 硬件電路