随着MEMS传感器技术的发展,硅微陀螺仪在民用、军工、航天等领域被广泛应用。高精度硅微陀螺仪是实现精准定位和预测的主要技术手段之一,陀螺仪驱动技术的高精度是保证陀螺仪精度的必要前提,因此研究陀螺仪驱动技术对提高硅微陀螺仪精度有着重要意义。本文从硅微陀螺仪数字驱动控制系统的设计、仿真和硬件实现等方面出发,主要研究以下几个方面的内容:第一,建立MEMS硅微陀螺仪数字驱动双闭环控制系统模型,其中用基于锁相环闭环回路实现驱动的频率控制和基于自动增益控制回路实现驱动的幅值控制。锁相环闭环回路中,在分析三阶锁相环实现频率控制性能的基础上,提出用二阶锁频环辅助三阶锁相环的驱动频率控制方法,对回路中的相位检测器、滤波器以及二阶锁频环和三阶锁相环的结合方式等进行了理论分析和设计。第二,在Matlab/Simulink中对三阶锁相环和二阶锁频环辅助三阶锁相环这两种驱动频率控制方法分别与自动增益控制环路构成的双闭环驱动控制系统进行了仿真研究,结果验证了二阶锁频环辅助三阶锁相环的驱动频率方法能在更短的时间内以更高的精度跟踪驱动频率。第三,在理论分析和模型仿真的基础上,使用Verilog HDL语言编写硬件程序实现定点的驱动控制数字算法,主要包括IIR低通滤波器和CORDIC算法两个部分。结合前端的滤波电路、电容/电压转换电路以及模/数转换电路,对设计的硅微陀螺仪系统在温控转台上进行系统功能测试,结果进一步验证了驱动控制方法的有效性。