專利名稱：便攜式空中領(lǐng)航計(jì)算儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種空中領(lǐng)航計(jì)算儀器，特別涉及一種便于操作的便攜式空中領(lǐng)航計(jì)算儀。
背景技術(shù)：
領(lǐng)航計(jì)算是空中領(lǐng)航學(xué)的核心內(nèi)容，只有掌握好領(lǐng)航計(jì)算，才能為飛機(jī)駕駛以及其它課程的學(xué)習(xí)奠定良好的基礎(chǔ)。特別是在訓(xùn)練飛行和通用飛行當(dāng)中，由于缺乏自動(dòng)導(dǎo)航設(shè)備，飛行員必須自己完成各種領(lǐng)航計(jì)算。在飛行的直接領(lǐng)航準(zhǔn)備階段和空中實(shí)施階段，以及飛行程序設(shè)計(jì)時(shí)，都需要進(jìn)行領(lǐng)航計(jì)算。由于空中領(lǐng)航的實(shí)時(shí)性，在進(jìn)行各種領(lǐng)航計(jì)算時(shí)，不但要求快速，而且要求計(jì)算準(zhǔn)確。而目前國內(nèi)軍、民航的訓(xùn)練飛行和通用飛行，都用計(jì)算尺計(jì)算，不僅計(jì)算速度慢，而且精度還不高，容易出現(xiàn)對(duì)錯(cuò)尺型，讀錯(cuò)數(shù)據(jù)的人為差錯(cuò)，無形當(dāng)中增加了飛行人員的勞動(dòng)負(fù)荷，在單人單飛的情況下，甚至可能由于需要雙手拉尺計(jì)算影響了對(duì)飛機(jī)的操控。為此，學(xué)生要花大量的時(shí)間和精力來掌握領(lǐng)航計(jì)算中的一些特殊條件，因?yàn)槌咚惴▽儆跈C(jī)械計(jì)算，學(xué)生普遍反映學(xué)習(xí)困難而且容易遺忘。在學(xué)習(xí)過程中，常常出現(xiàn)“今天會(huì)算，明天就忘”的情況。為了與遺忘作斗爭，教師在課堂上要花大量的時(shí)間和精力進(jìn)行計(jì)算尺的計(jì)算和練習(xí)，以便讓學(xué)生形成計(jì)算技能，這不僅增加了不必要的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)，還浪費(fèi)了學(xué)習(xí)時(shí)間。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是為學(xué)員和小型飛機(jī)的飛行員提供一種結(jié)構(gòu)簡單、便于操作與攜帶、自動(dòng)計(jì)算精度高、顯示直觀的便攜式空中領(lǐng)航計(jì)算儀。
本實(shí)用新型的目的是通過下述技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的便攜式空中領(lǐng)航計(jì)算儀，該計(jì)算儀包括有顯示器、顯示控制模塊、微處理器、輸入裝置和JTAG接口，以及便攜式直流電源，如長效電池，顯示器與顯示控制模塊連接，微處理器分別與顯示控制模塊、輸入裝置、JTAG接口連接，JTAG接口用來調(diào)試、下載程序及設(shè)置熔絲位。
上述的微處理器內(nèi)含有存儲(chǔ)器和寄存器，該存儲(chǔ)器為非易失性，包括1、32K字節(jié)的系統(tǒng)內(nèi)可編程Flash，擦寫壽命10,000次2、具有獨(dú)立鎖定位的可選Boot代碼區(qū)，通過片上Boot程序?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)編程3、1024字節(jié)的EEPROM，擦寫壽命100,000次4、2K字節(jié)片內(nèi)SRAM可以對(duì)鎖定位進(jìn)行編程以實(shí)現(xiàn)用戶程序的加密。
上述的顯示器為液晶顯示器，點(diǎn)陣數(shù)為128×64。
上述的輸入裝置為鍵盤。
所述的鍵盤的按鍵以5行、4列排布。
上述的存儲(chǔ)器內(nèi)存儲(chǔ)有計(jì)算領(lǐng)航數(shù)據(jù)的程序，包括計(jì)算轉(zhuǎn)彎半徑、計(jì)算應(yīng)飛航向等空中實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)以及地面準(zhǔn)備數(shù)據(jù)。
本實(shí)用新型的有益效果是，采用鍵盤輸入、液晶屏直接顯示，將大量復(fù)雜的領(lǐng)航計(jì)算交由存儲(chǔ)在微處理器內(nèi)的程序執(zhí)行，使飛行員只用一只手就可以將相關(guān)參數(shù)輸入計(jì)算儀直接得出領(lǐng)航數(shù)據(jù)，而不用象以前那樣需要用雙手拉尺計(jì)算，那樣不但數(shù)據(jù)不直觀，精度也不高，而且易出錯(cuò)，更避免了以前由于部分飛行員用雙手拉尺計(jì)算而失去對(duì)飛機(jī)操控的危險(xiǎn)，而且這種計(jì)算儀結(jié)構(gòu)簡單，便于攜帶和使用?？梢?，采用上述結(jié)構(gòu)的本實(shí)用新型，與現(xiàn)有的拉尺相比，具有結(jié)構(gòu)簡單、便于操作和攜帶、具有高精度自動(dòng)計(jì)算功能，可直觀顯示計(jì)算的領(lǐng)航數(shù)據(jù)的優(yōu)點(diǎn)?？捎糜陲w行員的領(lǐng)航基礎(chǔ)培訓(xùn)、飛行訓(xùn)練和空中交通管制員、飛行程序設(shè)計(jì)人員的領(lǐng)航教學(xué)以及小型飛機(jī)的日常飛行，還可作為其它飛機(jī)的領(lǐng)航備用計(jì)算儀器。


圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)框圖；圖2是本實(shí)用新型微處理器部分引腳連線示意圖；圖3是本實(shí)用新型鍵盤連線示意圖；圖4是本實(shí)用新型顯示控制模塊連線示意圖；具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明。
如圖1所示，本實(shí)用新型包括微處理器、顯示器、顯示控制模塊、輸入裝置、JTAG接口，還包括有作為電源的電池，微處理器分別與顯示控制模塊、輸入裝置、JTAG接口連接，顯示控制模塊與顯示器連接。其中，微處理器采用的是ATmega32L，主要特點(diǎn)如下●高性能、低功耗的8位AVR微處理器
●先進(jìn)的RISC結(jié)構(gòu)-131條指令，大多數(shù)指令執(zhí)行時(shí)間為單個(gè)時(shí)鐘周期-32個(gè)8位通用工作寄存器-全靜態(tài)工作-工作于16MHz時(shí)性能高達(dá)16MIPS-只需兩個(gè)時(shí)鐘周期的硬件乘法器●非易失性程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器-32K字節(jié)的系統(tǒng)內(nèi)可編程Flash，擦寫壽命10,000次-具有獨(dú)立鎖定位的可選Boot代碼區(qū)，通過片上Boot程序?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)編程，真正的同時(shí)讀寫操作-1024字節(jié)的EEPROM，擦寫壽命100,000次-2K字節(jié)片內(nèi)SRAM-可以對(duì)鎖定位進(jìn)行編程以實(shí)現(xiàn)用戶程序的加密●JTAG接口(與IEEE 1149.1標(biāo)準(zhǔn)兼容)-符合JTAG標(biāo)準(zhǔn)的邊界掃描功能-支持?jǐn)U展的片內(nèi)調(diào)試功能-通過JTAG接口實(shí)現(xiàn)對(duì)Flash、EEPROM、熔絲位和鎖定位的編程●外設(shè)特點(diǎn)-兩個(gè)具有獨(dú)立預(yù)分頻器和比較器功能的8位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器-一個(gè)具有預(yù)分頻器、比較功能和捕捉功能的16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器-具有獨(dú)立振蕩器的實(shí)時(shí)計(jì)數(shù)器RTC-四通道PWM●特殊的處理器特點(diǎn)-上電復(fù)位以及可編程的掉電檢測-片內(nèi)經(jīng)過標(biāo)定的RC振蕩器-片內(nèi)/片外中斷源-6種睡眠模式空閑模式、ADC噪聲抑制模式、省電模式、掉電模式、Standby模式以及擴(kuò)展的Standby模式●I/O和封裝-32個(gè)可編程的I/O口-44引腳TQFP封裝
●工作電壓-ATmega32L2.7-5.5V●速度等級(jí)-ATmega32L0-8MHz●ATmega32L在1MHz，3V，25℃時(shí)的功耗-正常模式1.1mA-空閑模式0.35mA-掉電模式＜1μA微處理器的部分外接連線如圖2所示，用PA0～PA3作為鍵盤的第0列到第3列的讀/控制線；PB0～PB4作為鍵盤的第0行到第4行的讀/控制線，構(gòu)成一個(gè)4×5的矩陣鍵盤。用外部中斷INT0即11引腳來接收鍵盤中斷。PD3、PD4分別用作液晶模塊的數(shù)據(jù)、時(shí)鐘線；PD5液晶模塊的命令/數(shù)據(jù)標(biāo)志；PD6作液晶模塊的復(fù)位控制線；PD7作液晶模塊的片選。TCK、TMS、TDO、TDI用來連接JTAG仿真器。選用內(nèi)部時(shí)鐘，因此無需外接時(shí)鐘。
鍵盤的部分連線如圖3所示，其中KBROW0～KBROW4分別與微處理器的PB0～PB4連接；KBCOL0～KBCOL3分別與微處理器的PA0～PA3連接，KBint為鍵盤中斷引腳，與微處理器的11引腳連接，鍵盤采用中斷觸發(fā)方式來獲取輸入信息，當(dāng)有鍵按下時(shí)，鍵盤向微處理器申請(qǐng)中斷，然后由處理器來掃描按鍵，獲取鍵值。
顯示控制模塊采用的是MOBI2006，采用串行通信。其部分引腳的連線如圖4所示，其中CS1、RES、SCL、SI、A0分別為片選線、液晶復(fù)位線、串行時(shí)鐘線、串行數(shù)據(jù)線、數(shù)據(jù)/命令標(biāo)志線，其17、16引腳的SCL、SDA分別與微處理器的12、13引腳連接，圖2、圖4中的VCC為電源引腳，連接電源的正極，GND連接電源的負(fù)極。顯示控制模塊的20、19、18引腳分別與微處理器的16、15、14引腳連接。
JTAG接口與微處理器連接，可外接仿真器下載程序，并進(jìn)行調(diào)試，設(shè)置進(jìn)行保護(hù)的熔絲位。
權(quán)利要求1.便攜式空中領(lǐng)航計(jì)算儀，其特征在于該計(jì)算儀包括有顯示器、顯示控制模塊、微處理器、輸入裝置和JTAG接口，顯示器與顯示控制模塊連接，微處理器分別與顯示控制模塊、輸入裝置、JTAG接口連接。
2.如權(quán)利要求1所述的便攜式空中領(lǐng)航計(jì)算儀，其特征在于微處理器內(nèi)含有存儲(chǔ)器和寄存器。
3.如權(quán)利要求1所述的便攜式空中領(lǐng)航計(jì)算儀，其特征在于顯示器為液晶顯示器。
4.如權(quán)利要求1所述的便攜式空中領(lǐng)航計(jì)算儀，其特征在于輸入裝置為鍵盤。
5.如權(quán)利要求4所述的便攜式空中領(lǐng)航計(jì)算儀，其特征在于所述的鍵盤的按鍵以5行、4列排布。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種便攜式空中領(lǐng)航計(jì)算儀，涉及一種空中領(lǐng)航計(jì)算儀器，特別涉及一種便于操作的便攜式空中領(lǐng)航計(jì)算儀，是為了解決飛行訓(xùn)練和通用飛行以及領(lǐng)航教學(xué)中使用的領(lǐng)航拉尺存在的不便操作、精度低、易出錯(cuò)的缺點(diǎn)而提出，該計(jì)算儀采用微處理器為核心，外接顯示器、顯示控制模塊、輸入裝置、JTAG接口，微處理器內(nèi)存儲(chǔ)有可計(jì)算領(lǐng)航數(shù)據(jù)的程序，計(jì)算結(jié)果可直觀顯示在顯示器上，參數(shù)由鍵盤輸入，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有結(jié)構(gòu)簡單、便于操作和攜帶、具有高精度自動(dòng)計(jì)算功能，可直觀顯示計(jì)算的領(lǐng)航數(shù)據(jù)的優(yōu)點(diǎn)，可廣泛適用于飛行訓(xùn)練和小型飛機(jī)的通用飛行以及領(lǐng)航教學(xué)。
文檔編號(hào)G01C21/24GK2867295SQ200620033018
公開日2007年2月7日 申請(qǐng)日期2006年2月8日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月8日
發(fā)明者魏光興, 方學(xué)東, 周健斌 申請(qǐng)人:中國民用航空飛行學(xué)院