專利名稱：數(shù)字式艦船舵角表的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種數(shù)字式艦船舵角表，屬于航海設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，隨著造船業(yè)的發(fā)展，航海設(shè)備制造領(lǐng)域亟待發(fā)展。傳統(tǒng)的舵角發(fā)送及接收顯示 設(shè)備都是采用笨重落后的交流或直流自整角機(jī)，指針式模擬顯示，讀數(shù)不直接且容易產(chǎn)生誤 差，而且當(dāng)其它設(shè)備(如自動(dòng)操舵儀等數(shù)字設(shè)備)需要接入此信號(hào)時(shí)，需要再進(jìn)行數(shù)字化處 理，極不方便且精度較低，影響了系統(tǒng)的整體控制性能。 發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種穩(wěn)定性好、讀數(shù)直接準(zhǔn)確的數(shù)字式艦船舵角表。
本實(shí)用新型的數(shù)字式艦船舵角表采用以下技術(shù)方案-
數(shù)字式舵角表包括I/V變換模塊、信號(hào)調(diào)理電路、通訊模塊、信號(hào)選擇開(kāi)關(guān)、單片機(jī)、 電源模塊、顯示驅(qū)動(dòng)電路、顯示模塊、標(biāo)定按鍵和調(diào)光按鍵，I/V變換模塊的輸出端和信號(hào) 調(diào)理電路的輸出端均連接到信號(hào)選擇開(kāi)關(guān)上，信號(hào)選擇開(kāi)關(guān)的輸出端連到單片機(jī)的A/D轉(zhuǎn)換 引腳上，通訊模塊連接到單片機(jī)的串行口引腳上，顯示模塊通過(guò)顯示驅(qū)動(dòng)電路與單片機(jī)連接， 標(biāo)定按鍵和調(diào)光按鍵分別與單片機(jī)的一個(gè)I/0接口相連，信號(hào)調(diào)理電路、單片機(jī)、通訊模塊、 顯示模塊均與電源模塊電連接。
本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了艦船舵角表的數(shù)字化，能夠進(jìn)行數(shù)字化處理，設(shè)計(jì)合理、實(shí)用方便， 穩(wěn)定性好、讀數(shù)直接準(zhǔn)確。

圖1是本實(shí)用新型數(shù)字式舵角表的結(jié)構(gòu)原理示意框圖。
圖2是舵角運(yùn)算及顯示流程圖。
圖3是本實(shí)用新型數(shù)字式舵角表的電氣原理圖。
圖中1、電流輸入信號(hào)，2、電壓輸入信號(hào)，3、數(shù)字輸入信號(hào)，4、 1/V變換模塊，5、 信號(hào)調(diào)理電路，6、通訊模塊，7、信號(hào)選擇開(kāi)關(guān)，8、單片機(jī)，9、顯示驅(qū)動(dòng)電路，10、光柱，
11、 LED數(shù)碼管，12、標(biāo)定按鍵，13、調(diào)光按鍵，14、電源模塊。
具體實(shí)施方式

如圖1所示，為適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)不同性質(zhì)和種類的舵角信號(hào)，本實(shí)用新型的數(shù)字式舵角表的信 號(hào)輸入接口設(shè)計(jì)有電流、電壓及數(shù)字信號(hào)輸入三種接口電路，對(duì)電流輸入信號(hào)i需要i/v變 換模塊4，對(duì)電壓輸入信號(hào)2需要信號(hào)調(diào)理電路5，對(duì)應(yīng)數(shù)字輸入信號(hào)3需要通訊模塊6。另 外還包括信號(hào)選擇開(kāi)關(guān)7、單片機(jī)8、電源模塊14、顯示驅(qū)動(dòng)電路9、顯示模塊、標(biāo)定按鍵
12、 調(diào)光按鍵13等部分，顯示模塊有光柱顯示10和LED顯示11。電流輸入信號(hào)1與I/V變 換模塊4相連，1/V變換模塊4的輸出端連接到信號(hào)選擇開(kāi)關(guān)7上。電壓輸入信號(hào)2與信號(hào) 調(diào)理電路5相連，調(diào)理電路5的輸出也連到信號(hào)選擇開(kāi)關(guān)7上，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)的來(lái)源不同， 通過(guò)信號(hào)選擇開(kāi)關(guān)7把電流輸入或電壓輸入處理后的電壓信號(hào)輸出連到單片機(jī)(MCU)8的A/D 轉(zhuǎn)換引腳上。數(shù)字輸入信號(hào)3通過(guò)通訊模塊6連到單片機(jī)(MCU) 6的串行口引腳上，單片機(jī)獲得的舵角數(shù)字信息通過(guò)顯示驅(qū)動(dòng)電路9連接到光柱10和LED數(shù)碼管11上。標(biāo)定按鍵12和 調(diào)光按鍵13分別與單片機(jī)8的一個(gè)I/O 口相連。電源模塊14是將船上不標(biāo)準(zhǔn)的+24V (變化 范圍18V 40V)直流電源轉(zhuǎn)變成系統(tǒng)需要的穩(wěn)定電源，供信號(hào)調(diào)理電路5、單片機(jī)8、通訊模 塊6、顯示驅(qū)動(dòng)電路9等各模塊使用。單片機(jī)(MCU) 6采用ATMEL公司生產(chǎn)的微功耗高性能 八位RISC結(jié)構(gòu)單片機(jī)ATmega48， TQFP32緊湊型封裝，內(nèi)有4KB的Flash程序存儲(chǔ)器、256B 的EEPR0M和512B的靜態(tài)存儲(chǔ)器。支持ISP串行下載方式，有可編程代碼保護(hù)。ATmega48負(fù) 責(zé)數(shù)據(jù)采集，標(biāo)定和數(shù)據(jù)通訊，同時(shí)還要當(dāng)作存儲(chǔ)器存儲(chǔ)一些需要掉電保存的信息。 圖3給出了本實(shí)用新型數(shù)字式舵角表的電氣原理圖。
本實(shí)用新型數(shù)字式舵角表的工作過(guò)程為如果舵角表的輸入信號(hào)是電流信號(hào)，它首先要 經(jīng)過(guò)I/V變換模塊4，把電流信號(hào)變換成電壓信號(hào)；如果舵角表的輸入信號(hào)是電壓信號(hào)，需 經(jīng)過(guò)調(diào)理電路5對(duì)信號(hào)進(jìn)行調(diào)理，通過(guò)選擇開(kāi)關(guān)7使當(dāng)前輸入信號(hào)與單片機(jī)8的A/D轉(zhuǎn)換引 腳接通，然后由單片機(jī)8控制對(duì)舵角信號(hào)進(jìn)行數(shù)字采集，采集到的數(shù)字量經(jīng)過(guò)單片機(jī)8的線 性變換，變換成舵角值，通過(guò)顯示驅(qū)動(dòng)電路輸出到顯示器件。
當(dāng)舵角表的輸入信號(hào)為電流或電壓時(shí)，在系統(tǒng)剛開(kāi)始工作或或工作過(guò)一段時(shí)間出現(xiàn)角度 偏差時(shí)，需要對(duì)其進(jìn)行標(biāo)定，具體方法如下-
控制舵機(jī)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)舵葉到達(dá)中間位置(0° )時(shí)，按下標(biāo)定鍵，單片機(jī)將此時(shí)的A/D轉(zhuǎn)換 結(jié)果存入內(nèi)部E2PR0M中；然后控制舵葉分別轉(zhuǎn)到左30°和右30°位置時(shí)，按標(biāo)定鍵將相應(yīng)A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)果也存入內(nèi)部E2PR0M中，標(biāo)定完成。
在實(shí)際測(cè)量時(shí)，單片機(jī)在得到AD轉(zhuǎn)換值后，經(jīng)過(guò)線性變換，就可得出當(dāng)前的舵角值。舵 角運(yùn)算及顯示流程圖如圖2所示。
其中 h舵角值 力A—舵0°點(diǎn)標(biāo)定值 力A—右舵30°點(diǎn)標(biāo)定值 力A—左舵30°點(diǎn)標(biāo)定值
如果信號(hào)是由數(shù)字舵角發(fā)送器發(fā)過(guò)來(lái)的NMEA0183數(shù)據(jù)格式($HBRUD,XX.X,X*XX，其意義 分別為公司信息及數(shù)據(jù)涵義HBRUD，舵角值XX.X，打舵方向X，校驗(yàn)值XX)的數(shù)字信號(hào)，通 過(guò)通訊模塊6的電平變換由單片機(jī)8接收，然后直接通過(guò)顯示驅(qū)動(dòng)送顯。
無(wú)論哪種信號(hào)輸入形式，顯示亮度都可以通過(guò)調(diào)光按鍵13進(jìn)行數(shù)字調(diào)節(jié)，以適應(yīng)白天和 黑夜對(duì)顯示亮度的不同要求。
權(quán)利要求1. 一種數(shù)字式艦船舵角表，包括I/V變換模塊、信號(hào)調(diào)理電路、通訊模塊、信號(hào)選擇開(kāi)關(guān)、單片機(jī)、電源模塊、顯示驅(qū)動(dòng)電路、顯示模塊、標(biāo)定按鍵和調(diào)光按鍵，其特征是I/V變換模塊的輸出端和信號(hào)調(diào)理電路的輸出端均連接到信號(hào)選擇開(kāi)關(guān)上，信號(hào)選擇開(kāi)關(guān)的輸出端連到單片機(jī)的A/D轉(zhuǎn)換引腳上，通訊模塊連接到單片機(jī)的串行口引腳上，顯示模塊通過(guò)顯示驅(qū)動(dòng)電路與單片機(jī)連接，標(biāo)定按鍵和調(diào)光按鍵分別與單片機(jī)的一個(gè)I/O接口相連，信號(hào)調(diào)理電路、單片機(jī)、通訊模塊、顯示模塊均與電源模塊電連接。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種數(shù)字式艦船舵角表，包括I/V變換模塊、信號(hào)調(diào)理電路、通訊模塊、信號(hào)選擇開(kāi)關(guān)、單片機(jī)、電源模塊、顯示驅(qū)動(dòng)電路、顯示模塊、標(biāo)定按鍵和調(diào)光按鍵，I/V變換模塊的輸出端和信號(hào)調(diào)理電路的輸出端均連接到信號(hào)選擇開(kāi)關(guān)上，信號(hào)選擇開(kāi)關(guān)的輸出端連到單片機(jī)的A/D轉(zhuǎn)換引腳上，通訊模塊連接到單片機(jī)的串行口引腳上，顯示模塊通過(guò)顯示驅(qū)動(dòng)電路與單片機(jī)連接，標(biāo)定按鍵和調(diào)光按鍵分別與單片機(jī)的一個(gè)I/O接口相連，信號(hào)調(diào)理電路、單片機(jī)、通訊模塊、顯示模塊均與電源模塊電連接。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了艦船舵角表的數(shù)字化，能夠進(jìn)行數(shù)字化處理，設(shè)計(jì)合理、實(shí)用方便，穩(wěn)定性好、讀數(shù)直接準(zhǔn)確。
文檔編號(hào)B63H25/06GK201235929SQ20082002542
公開(kāi)日2009年5月13日 申請(qǐng)日期2008年7月8日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月8日
發(fā)明者馮國(guó)瑞, 單金明, 周風(fēng)余, 朱天富, 峰 李, 李貽斌, 潘為剛, 偉 王, 王常順, 陳景帥, 韓耀振 申請(qǐng)人:山東大學(xué)