專利名稱：一種民航機載駕駛艙時鐘的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種航空時鐘技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種民航機載駕駛艙時鐘。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中揭示了一種航空時鐘，請參閱中國專利，專利申請?zhí)?0101058198. 5，發(fā)明名稱為“一種多功能航空鐘”，授權(quán)公告號CN102096370B。該專利文獻揭示了一種結(jié)合機械指針式和LED數(shù)字式雙顯示航空時鐘，指針在運行過程中會遮擋LED顯示的時間。所揭示時鐘僅能為飛行人員提供本地時間顯示和計時服務(wù)，不能同時顯示協(xié)調(diào)世界時時間和本地時間，沒有自校準功能，也不能為飛機上的其他設(shè)備提供時鐘信號，無法滿足現(xiàn)有民航機載駕駛艙設(shè)備對計時時鐘的功能需求。

實用新型內(nèi)容本實用新型要解決的技術(shù)問題在于，針對現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，提供一種計時精度高、低功耗的民航機載駕駛艙時鐘。本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種民航機載駕駛艙時鐘，包括顯示組件和電源組件，其特征在于，還包括控制組件，所述控制組件包括微控制器以及分別與微控制器連接的時鐘模塊和通信模塊，其中時鐘模塊，包括用于記錄本地時間的可讀寫第一時鐘單元和用于記錄協(xié)調(diào)世界時時間的可讀寫第二時鐘單元；通信模塊，用于接收飛機駕駛艙內(nèi)部的ARINC429總線上來自機載GPS單元的協(xié)調(diào)世界時時間數(shù)據(jù)，以及通過ARINC429總線為其他機載設(shè)備提供其所需時間數(shù)據(jù)；微控制器，用于讀取時鐘模塊的第一時鐘單元和第二時鐘單元提供的本地時間和協(xié)調(diào)世界時時間數(shù)據(jù)以控制顯示組件顯示相應(yīng)內(nèi)容、接收通信模塊的協(xié)調(diào)世界時時間數(shù)據(jù)以寫入到時鐘模塊來校準本地時間和協(xié)調(diào)世界時時間、通過通信模塊發(fā)送讀取的本地時間或協(xié)調(diào)世界時時間數(shù)據(jù)到其他機載設(shè)備。優(yōu)選地，所述控制組件還包括由微控制器控制的顯示驅(qū)動模塊，所述顯示驅(qū)動模塊用于接收微控制器輸出的本地時間和協(xié)調(diào)世界時時間數(shù)據(jù)信號并驅(qū)動顯示組件切換顯示本地時間和協(xié)調(diào)世界時時間。優(yōu)選地，所述顯示驅(qū)動模塊還用于驅(qū)動顯示組件顯示航時計時和秒表計時。所述控制組件還包括按鍵模塊，所述按鍵模塊包括四個按鍵，依次用于切換顯示項、設(shè)置時間、秒表計時、航時計時。優(yōu)選地，所述顯示組件采用模擬指針指示秒表的秒計時。優(yōu)選地，所述顯示組件是含背光模組的IXD顯示器，所述顯示器的顯示界面包括表盤刻度區(qū)、數(shù)字顯示區(qū)以及模擬指針，所述數(shù)字顯示區(qū)又包括上、中、下三個區(qū)域，所述上顯示區(qū)用于顯示本地時間或者協(xié)調(diào)世界時時間，所述中顯示區(qū)用于顯示年、月或日，所述下顯示區(qū)用于顯示航時計時和秒表計時。[0013]優(yōu)選地，所述通信模塊包括數(shù)據(jù)收發(fā)單元和電平轉(zhuǎn)換單元，所述數(shù)據(jù)收發(fā)單元的接收端與駕駛艙內(nèi)部的ARINC429總線互聯(lián)，所述電平轉(zhuǎn)換單元的發(fā)送端與需要時間信號的其他機載設(shè)備互聯(lián)。優(yōu)選地,所述通信模塊還可通過CAN總線、I2C總線、RS-485串行總線或USB接收、發(fā)送時間數(shù)據(jù)，為對應(yīng)的設(shè)備提供時間顯示和校準。優(yōu)選地，所述時鐘模塊還包括分別與第一時鐘單元和第二時鐘單元連接的溫補晶振，所述溫補晶振用于為第一時鐘單元和第二時鐘單元提供精準的原始時鐘頻率，所述來自機載GPS單元的協(xié)調(diào)世界時時間數(shù)據(jù)用于校準時間、消除累積誤差。優(yōu)選地，所述電源組件包括備用電源電路和電源管理電路，所述電源管理電路用于在主電源斷電或電壓過低狀態(tài)時將時鐘模塊的供電電路由主電源電路切換到備用電源電路。實施本實用新型的機載駕駛艙時鐘，可切換顯示本地時間(MAN時間)和協(xié)調(diào)世界時(UTC時間)，可與飛機控制系統(tǒng)時間同步且為其他機載設(shè)備提供時間信號，可同時使用航時(ET)計時和秒表(CHR)計時，可自動或手動調(diào)節(jié)屏幕亮度，可接受、校準、發(fā)送實時協(xié)調(diào)世界時時間信息，而且顯示功耗小、計時精度高、易于快速辨識。

下面將結(jié)合附圖及實施例對本實用新型作進一步說明，附圖中圖1是本實用新型民航機載駕駛艙時鐘的原理框圖；圖2是本實用新型民航機載駕駛艙時鐘的原理框圖中通信模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實用新型民航機載駕駛艙時鐘的顯示界面的示意具體實施方式
如圖1所示，本實用新型民航機載駕駛艙時鐘，包括控制組件100、顯示組件200和電源組件300。控制組件100包括微控制器110、按鍵模塊120、背光調(diào)節(jié)模塊130、時鐘模塊140、通信模塊150、顯示驅(qū)動模塊160和背光控制模塊170。時鐘模塊140包括晶振芯片、本地時間時鐘單元(第一時鐘單元)141、協(xié)調(diào)世界時時鐘單元(第二時鐘單元)142，兩個時鐘單元可采用兩枚可讀寫的實時時鐘芯片，用于記錄時間和提供本地時間和協(xié)調(diào)世界時的數(shù)據(jù)。通信模塊150包括數(shù)據(jù)收發(fā)單元和電平轉(zhuǎn)換單元，數(shù)據(jù)收發(fā)單元的接收端與駕駛艙內(nèi)部的ARINC429總線互聯(lián)，電平轉(zhuǎn)換單元的發(fā)送端與需要時間信號的其他機載設(shè)備互聯(lián)。背光調(diào)節(jié)模塊130包括兩種調(diào)節(jié)方式手動調(diào)節(jié)和自動調(diào)節(jié)，其自動調(diào)節(jié)是通過光電轉(zhuǎn)換器件，將環(huán)境光轉(zhuǎn)換為電流信號來調(diào)節(jié)顯示屏亮度。顯示組件200包括含背光模組的IXD顯示器，IXD顯示方式，結(jié)構(gòu)單一，因而功耗小、故障點少，滿足了航空飛行對節(jié)能、高可靠性的要求。電源組件300含備用電源，備用電源可在主電源斷電狀態(tài)時為本實用新型航空時鐘的時鐘模塊140提供不間斷電壓。微控制器110用于讀取時鐘模塊140的時間數(shù)據(jù)或者向時鐘模塊140寫入?yún)f(xié)調(diào)世界時時間數(shù)據(jù)，接收通信模塊150的協(xié)調(diào)世界時時間數(shù)據(jù)，向通信模塊150發(fā)送本地時間或協(xié)調(diào)世界時時間數(shù)據(jù)，處理手動調(diào)節(jié)模塊131輸入信號和自動調(diào)節(jié)模塊132輸入信號控制IXD顯示組件200的背光亮度，處理按鍵模塊120的信號然后向IXD顯示組件200發(fā)送相應(yīng)的顯示內(nèi)容。[0023]本實施例中，通信模塊150的構(gòu)成如圖2所示，數(shù)據(jù)收發(fā)單元為HS3282芯片，電平轉(zhuǎn)換單元為HS3182芯片，HS3282芯片用于完成發(fā)送數(shù)據(jù)緩存以及收發(fā)數(shù)據(jù)的串并行轉(zhuǎn)換的，HS3182芯片用于完成時鐘內(nèi)部邏輯信號與ARINC429差分信號的轉(zhuǎn)換并對ARINC429總線傳輸速率進行調(diào)節(jié)，但是通信模塊150的ARINC429數(shù)據(jù)收發(fā)單元和電平轉(zhuǎn)換單元不局限于上述的兩款芯片，其他兼容ARINC429通信協(xié)議的芯片也可實現(xiàn)同等功能；時鐘模塊140的晶振芯片采用溫補晶振143，溫補晶振143分別與兩個實時時鐘芯片連接并用于提供精準的原始時鐘頻率，其通過附加的溫度補償電路使由周圍溫度變化產(chǎn)生的振蕩頻率變化量削減；背光調(diào)節(jié)模塊130的自動調(diào)節(jié)模塊132包括將光信號變成電信號的光敏二極管，該光敏二級管可用光敏電阻、光電轉(zhuǎn)換芯片、光電耦合器等其他光電轉(zhuǎn)換器件代替?；谏鲜雒窈綑C載駕駛艙時鐘的模塊結(jié)構(gòu)，對本實用新型進行以下詳細說明1.電源供電電源組件300，正常供電時，輸入為28VDC的工作電源為顯示組件200提供5V電壓，為通信模塊150提供土 15V電壓，為背光控制模塊170供9V電壓，為其他設(shè)備提供5V電壓；工作電源中斷或不充足時可投入使用備用電源，此時輸入為28VDC的備用電源主要為時鐘模塊140提供5V不間斷電壓以保障時鐘源的正常運行。2.雙時鐘顯示時鐘模塊140包括本地時間(MAN)時鐘單元141和協(xié)調(diào)世界時(UTC)時鐘單元142，兩個時鐘單元可分別采用可讀寫的MAN實時時鐘芯片和UTC實時鐘芯片,兩枚可讀寫的實時時鐘芯片通過I2C串行總線與微控制器110進行通信。需要顯示本地實時時間時，微控制器110首先從MAN實時時鐘芯片讀取本地時間數(shù)據(jù)，再控制顯示驅(qū)動模塊160驅(qū)動LCD顯示組件200顯示讀取的本地時間數(shù)據(jù)；需要顯示協(xié)調(diào)世界時時間，微控制器110首先從UTC實時時鐘芯片讀取協(xié)調(diào)世界時時間數(shù)據(jù)，再控制顯示驅(qū)動模塊160驅(qū)動IXD顯示組件200顯示讀取的協(xié)調(diào)世界時時間。通過按鍵模塊120的121按鍵可實現(xiàn)本地時間與協(xié)調(diào)世界時時間的顯示切換。3.與外部通信通信模塊150的數(shù)據(jù)收發(fā)核心單元由HS3282和HS3182構(gòu)成，芯片HS3282的接收端與駕駛艙內(nèi)部的ARINC429總線互聯(lián)，芯片HS3182的發(fā)送端與需要協(xié)調(diào)世界時信號或本地時間信號的其他機載設(shè)備的ARINC429總線互聯(lián)。芯片HS3282接收到來自駕駛艙內(nèi)部的ARINC429總線上的有效數(shù)據(jù)，DR引腳產(chǎn)生一個下降沿，該下降沿觸發(fā)微控制器110的外部中斷，微控制器110即讀取該數(shù)據(jù)，如果該數(shù)據(jù)是有效的協(xié)調(diào)世界時時間信號，微控制器110則把該數(shù)據(jù)寫入時鐘模塊140實時時鐘芯片；當其他機載設(shè)備需要發(fā)送協(xié)調(diào)世界時時間或本地時間信號時，微控制器110先從時鐘模塊140的MAN實時時鐘芯片或UTC實時鐘芯片讀取數(shù)據(jù)，再將讀取的數(shù)據(jù)發(fā)送給芯片HS3282，芯片HS3282對數(shù)據(jù)進行并/串行轉(zhuǎn)換后再由芯片HS3182轉(zhuǎn)換為符合ARINC429協(xié)議要求的電平，經(jīng)由ARINC429總線將時間信號傳送給其他機載設(shè)備，使整個飛機系統(tǒng)的時間保持同步。4.時間校準首先，時鐘模塊140包括分別與第一時鐘單元141和第二時鐘單元142連接的溫補晶振143，其可通過附加的溫度補償電路使由周圍溫度變化產(chǎn)生的振蕩頻率變化量削減；其次，通信模塊150接收飛機駕駛艙內(nèi)部的ARINC429總線上來自機載GPS單元的協(xié)調(diào)世界時時間信號，該信號來源于銫原子鐘，其精度為1X10_12 I X 10_13,微控制器110把該信號作為授時信號寫入時鐘模塊140的實時時鐘芯片，從而對協(xié)調(diào)世界時和本地時間進行校準。5.雙計時把按鍵模塊120的按鍵123或124按下，微控制器110的外部中斷，啟動秒表(CHR)計時或者航時(ET)計時，利用微控制器110的定時器的溢出中斷功能獲得Is中斷，中斷后，微控制器110控制顯示驅(qū)動模塊160驅(qū)動IXD顯示組件200顯示計時數(shù)據(jù)。按鍵123循環(huán)按下依次為啟動，停止和清除秒表(CHR)計時；124按鍵循環(huán)按下依次是開始，暫停，繼續(xù)航時(ET )計時，長時間按下124按鍵航時(ET )計時退出。6.背光調(diào)節(jié)背光調(diào)節(jié)模塊130包括手動調(diào)節(jié)模塊131和自調(diào)節(jié)模塊132，手動調(diào)節(jié)模塊131先將有效值為0-5V的AC信號通過有效值轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換為0-5V的DC信號，再將轉(zhuǎn)換后的0-5V的DC信號傳送到微控制器110，微控制器110對接收到的背光調(diào)節(jié)信號進行A/D轉(zhuǎn)換后輸出對應(yīng)的可調(diào)整占空比的功率控制信號；自動調(diào)節(jié)模塊131將環(huán)境光亮通過光電轉(zhuǎn)換器件轉(zhuǎn)換為電流信號，再經(jīng)過放大整形，形成0-5V的DC信號后傳送到微控制器110，微控制器110對接收到的背光調(diào)節(jié)信號進行A/D轉(zhuǎn)換后輸出對應(yīng)的可調(diào)整占空比的功率控制信號。背光控制模塊170接收微控制器110輸出的可調(diào)整占空比的功率控制PWM信號，來控制IXD顯示組件200的背光亮度。7. LCD 顯示如圖3所示顯示屏包括表盤刻度區(qū)20和數(shù)字顯示區(qū)30。刻度盤上的指針采用模擬指針10，模擬指針10由多根秒線組合而成，本實施例中模擬指針10由5根秒線組合而成，模擬指針10在刻度盤上行走時不會遮擋數(shù)字顯示區(qū)30的數(shù)字。數(shù)字顯示區(qū)又分為上、中、下三部分，上顯示區(qū)31用于響應(yīng)按鍵121的操作切換顯示本地時間或者協(xié)調(diào)世界時時間，中顯示區(qū)32用于響應(yīng)按鍵121的操作切換顯示本地時間或者協(xié)調(diào)世界時時間的年、月或日，下顯示區(qū)33用于顯示航時計時和秒表計時。按鍵122是增量式編碼開關(guān)，按下時可設(shè)置本地時間的時間和日期，左右旋動可增加或減少相應(yīng)的設(shè)置數(shù)值。進一步地，本實用新型的時鐘不僅可應(yīng)用于航空飛機上，還可應(yīng)用于計算機、游戲機、視頻或音像設(shè)備、船只、車輛等設(shè)備上，相應(yīng)的通信模塊150可通過USB (UniversalSerialBUS 通用串行總線)、I2C (Inter-1C)總線、RS-485 串行總線或CAN(ControlAreaNetwork控制局域網(wǎng))總線接收和/或發(fā)送時間數(shù)據(jù)，然后傳送到微控制器110，微控制器110再用接收到的時間數(shù)據(jù)對第一時鐘單元141和第二時鐘單元142進行設(shè)置或校準。進一步地，微控制器110還可讀取第一時鐘單元141和/或第二時鐘單元142的時間信息，并通過上述總線發(fā)送，為設(shè)備承載的其它對應(yīng)設(shè)備提供所需顯示的時間信號并用于校準其它承載設(shè)備的時間。顯示驅(qū)動模塊160和顯示組件200可以作對應(yīng)調(diào)整，以方便顯示相關(guān)的信息。第一時鐘單元141和第二時鐘單元142所記錄的時間是用戶根據(jù)自己需求、所用設(shè)備、所在地等自身情況感覺最合適的時間，例如一家跨國的物流公司需要知道目的貨運港口的當?shù)貢r間，只需要通過設(shè)置時區(qū)，即可將第二時鐘單元142的協(xié)調(diào)世界時換算為目的貨運港口的當?shù)貢r間，通過顯示組件200顯示，用戶即獲得了目的港口的當?shù)貢r間。[0041]以上所述僅為本實用新型的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本實用新型，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的權(quán)利要求范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種民航機載駕駛艙時鐘，包括顯示組件(200)和電源組件(300)，其特征在于，還包括控制組件(100)，所述控制組件(100)包括微控制器(110)以及分別與微控制器(110)連接的時鐘模塊(140)和通信模塊(150)，其中 時鐘模塊(140),包括用于記錄本地時間的可讀寫第一時鐘單元(141)和用于記錄協(xié)調(diào)世界時時間的可讀寫第二時鐘單元(142)； 通信模塊(150)，用于接收飛機駕駛艙內(nèi)部的ARINC429總線上來自機載GPS單元的協(xié)調(diào)世界時時間數(shù)據(jù)，以及通過ARINC429總線為其他機載設(shè)備提供其所需時間數(shù)據(jù)； 微控制器(I 10),用于讀取時鐘模塊(140)的第一時鐘單兀(141)和第二時鐘單兀(142)提供的本地時間和協(xié)調(diào)世界時時間數(shù)據(jù)以控制顯示組件(200)顯示相應(yīng)內(nèi)容、接收通信模塊(150)的協(xié)調(diào)世界時時間數(shù)據(jù)以寫入到時鐘模塊(140)來校準本地時間和協(xié)調(diào)世界時時間、通過通信模塊(150)發(fā)送讀取的本地時間或協(xié)調(diào)世界時時間數(shù)據(jù)到其他機載設(shè)備。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的民航機載駕駛艙時鐘，其特征在于，所述控制組件(100)還包括由微控制器(110)控制的顯示驅(qū)動模塊(160)，所述顯示驅(qū)動模塊(160)用于接收微控制器(110)輸出的本地時間和協(xié)調(diào)世界時時間數(shù)據(jù)信號并驅(qū)動顯示組件(200)切換顯示本地時間和協(xié)調(diào)世界時時間。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的民航機載駕駛艙時鐘，其特征在于，所述顯示驅(qū)動模塊(160)還用于驅(qū)動顯示組件(200)顯示航時計時和秒表計時。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的民航機載駕駛艙時鐘，其特征在于，所述控制組件(100)還包括按鍵模塊(120)，所述按鍵模塊(120)包括四個按鍵(121-124)，所述四個按鍵依次用于切換顯示項、設(shè)置時間、秒表計時、航時計時。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的民航機載駕駛艙時鐘，其特征在于，所述顯示組件(200)采用豐旲擬指針指不秒表的秒計時。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的民航機載駕駛艙時鐘，其特征在于，所述顯示組件(200)是含背光模組的LCD顯示器，所述顯示器的顯示界面包括表盤刻度區(qū)、數(shù)字顯示區(qū)以及模擬指針，所述數(shù)字顯示區(qū)又包括上、中、下三個區(qū)域，所述上顯示區(qū)用于顯示本地時間或者協(xié)調(diào)世界時時間，所述中顯示區(qū)用于顯示年、月或日，所述下顯示區(qū)用于顯示航時計時和秒表計時。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的民航機載駕駛艙時鐘，其特征在于，所述通信模塊(150)包括數(shù)據(jù)收發(fā)單元和電平轉(zhuǎn)換單元，所述數(shù)據(jù)收發(fā)單元的接收端與駕駛艙內(nèi)部的ARINC429總線互聯(lián)，所述電平轉(zhuǎn)換單元的發(fā)送端與需要時間信號的其他機載設(shè)備互聯(lián)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的民航機載駕駛艙時鐘，其特征在于，所述通信模塊(150)還可通過CAN總線、I2C總線、RS-485串行總線或USB接收和發(fā)送時間數(shù)據(jù)，為對應(yīng)的設(shè)備提供時間顯示和校準。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的民航機載駕駛艙時鐘，其特征在于，所述時鐘模塊(140)還包括分別與第一時鐘單元(141)和第二時鐘單元(142)連接的溫補晶振(143)，所述溫補晶振(143)用于為第一時鐘單元(141)和第二時鐘單元(142)提供精準的原始時鐘頻率，所述來自機載GPS單元的協(xié)調(diào)世界時時間數(shù)據(jù)用于校準時間、消除累積誤差。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的民航機載駕駛艙時鐘，其特征在于，所述電源組件(300)包括備用電源電路和電源管理電路，所述電源管理電路用于在主電源斷電或電壓過低狀態(tài)時將時鐘模塊(140) 的供電電路由主電源電路切換到備用電源電路。
專利摘要本實用新型公開了一種民航機載駕駛艙時鐘，包括控制組件(100)、顯示組件(200)、電源組件(300)；所述電源組件(300)用于為控制組件(100)、顯示組件(200)提供所需電壓，所述顯示組件(200)是含背光模組的LCD顯示器，所述控制組件(100)包括微控制器(110)、按鍵模塊(120)、背光調(diào)節(jié)模塊(130)、時鐘模塊(140)、通信模塊(150)、顯示驅(qū)動模塊(160)以及背光控制模塊(170)。本實用新型的民航機載駕駛艙時鐘，可切換顯示本地時間和協(xié)調(diào)世界時、可與飛機控制系統(tǒng)和其它機載設(shè)備通信、可自校準、可調(diào)節(jié)顯示屏亮度、可航時計時與秒表計時，而且顯示功耗小、計時精度高、易于快速辨識。
文檔編號G04B19/22GK202886873SQ20122044973
公開日2013年4月17日 申請日期2012年9月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月5日
發(fā)明者巫玲堅, 李北, 鮑賢勇, 陳恭謙 申請人:飛亞達(集團)股份有限公司, 深圳市飛亞達科技發(fā)展有限公司