专利名称：激光自准直仪信号控制转换装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及激光自准直仪信号控制转换装置，应用于信号转换、输出选择控制领域。
背景技术：
在火箭发射系统中，用激光自准直仪瞄准火箭惯性平台棱镜，测量其方位上的误差角度。火箭控制系统调瞄组合根据激光自准直仪测量得到的误差角度，来调整箭体方位和平台台体方位，最终实现平台坐标系的+Xp轴与火箭射向一致，即为火箭建立发射惯性坐标系，从而确保卫星的入轨精度要求。在进行激光自准直测量过程中，为了提高系统可靠性，采用主、副机双机备份工作方式，即主、副机独立工作，互为备份。因此，在使用过程中需要通过信号控制转换装置接收主、副机信号，对信号进行数模转换，并对信号有效性进行判断，根据模式指令将其中一路信号输出。2012年7月4日公开的中国专利，公开号为CN102540925A，名称为“一种用于对两台自准直仪信号的自动、手动切换装置”，该装置包括:第一信号处理电路、第二信号处理电路、控制有效指示灯和电压表，该装置还包括:驱动控制电路板、手动自动设置开关和主副机设置开关，第一信号处理电路接收来自主经纬仪的角度数据，第二信号处理板接收来自副经纬仪的角度数据，信号处理电路对角度数据进行驱动处理后，将得到的有效指示灯信号、自动控制信号和放大后的模拟信号传输给驱动控制电路板；手动自动设置开关选择设备的工作方式，主副机设置开关控制驱动控制电路板输出为采集的主经纬仪信号或副经纬仪信号。该发明能够实现了两台自准直仪信号的切换功能，但是它采用三个AT89C52单片机分别作为第一信号处理电路、第二信号处理电路和驱动控制电路的处理器，集成度相对较低，且会降低系统的平均 无故障时间。另外，该发明中手动自动设置开关和主副机设置开关两个开关的组合使用不便于操作。
发明内容
为了解决现有技术中存在的问题，提供一种激光自准直仪信号控制转换装置。本发明解决问题的技术方案是:激光自准直仪信号控制转换装置，由模式选择开关、第一串口收发芯片、第二串口收发芯片、串口扩展芯片、处理器、显示驱动芯片、继电器、光电耦合器件、三个电压表、数码管组、LED组和电源转换模块组组成；模式选择开关为三态模式开关，分别对应主机输出、副机输出和自动输出；第一串口收发芯片和第二串口收发芯片分别接收主、副激光自准直仪的数字测量结果发送给串口扩展芯片，串口扩展芯片将接收到的数字测量结果通过串行通信发给处理器，处理器将主、副激光自准直仪的测量结果发送给显示驱动芯片，显示驱动芯片驱动数码管组将主、副激光自准直仪的测量结果显示出来；
处理器的D/A0输出连接到第一放大器,经第一放大器放大后输出给电压表和继电器；处理器的D/A1输出连接到第二放大器，经第二放大器放大后输出给电压表和继电器；处理器经光电耦合器件后控制继电器；继电器选择将主或副激光自准直仪的测量结果发送给控制系统调瞄组合和电压表；控制LED组由处理器的I/O 口控制，表明主、副机的数据是否有效；电源转换模块组为各芯片提供电源。本发明的有益效果:该装置能够实现对主、副激光自准直仪测量数据的数模转换，对测量数据有效性进行自动判断、并根据判断结果和模式选择开关状态，自动选择将其中一台主或副激光自准直仪的测量结果发送给控制系统调瞄组合；该装置电路结构简单，集成度高，能够快速自动实现信号转换与选择控制功能，从而保证系统反应快速、有效，避免人为因素影响。
图1为本发明激光自准直仪信号控制转换装置结构示意图。图2为继电器接线原理图。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步详细说明。如图1所示，本发明激光自准直仪信号控制转换装置，采用两片MAXIM公司生产的MAX488作为串口收发芯片，采用ST公司生产的四路串行数据通信芯片ST16C654作为2个串口的扩展芯片，分别用于实现本发明信号控制转换装置与两台激光自准直仪之间的串行通信。第一串口收发芯片3接收激光自准直仪主机发送过来的测量数据，并将主机测量数据发送给串口扩展芯片4 ;第二串口`收发芯片2接收激光自准直仪副机发送过来的测量数据，并将副机测量数据发送给串口扩展芯片4 ;第二串口收发芯片2和第一串口收发芯片3同时工作；串口扩展芯片4将从第二串口收发芯片2和第一串口收发芯片3接收到的测量数据发送给处理器5，处理器5采用SILICON公司生产的64脚TQFP封装C8051F021单片机。处理器5将接收到的主、副机测量结果发送给显示驱动芯片6 ;显示驱动芯片6驱动数码管组7，显示驱动芯片6采用MAXM公司生产的MAX7221 ;数码管组7由6个8位7段LED数码管组成，每三个数码管一组，分别显示主机和副机测量结果。处理器5根据接收到的主机测量结果判断主机测量结果是否为有效数据，如果为有效数据，则处理器5利用自身的D/A转换模块D/A0将主机的测量结果转化为电压模拟信号，如果为无效数据，则处理器5将自身的D/A0端口设置为OV电压信号。处理器5的D/A0输出连接到第一放大器14，经第一放大器14放大后输出给电压表15和继电器12。第一放大器14采用MAXM公司生产0P27放大器，继电器12采用OMRON公司生产的DIPlO封装的G6H-2继电器。处理器5根据接收到的副机测量结果判断副机测量结果是否为有效数据，如果为有效数据，则处理器5利用自身的D/A转换模块D/A1将副机的测量结果转化为电压模拟信号，如果为无效数据，则处理器5将自身的D/A1端口设置为OV电压信号。
处理器5的D/A1输出连接到第二放大器8，经第二放大器8放大后输出给电压表9和继电器12。第二放大器8采用MAXM公司生产的0P27放大器。继电器12的接线图如图2所示。将第一放大器14输出端口与继电器12的第4管脚相连,将第二放大器8输出端口与继电器12的第2管脚相连。发光二极管Hl为副机输出指示灯，电阻Rl为发光二极管Hl匹配电阻，发光二极管H2为主机输出指示灯，电阻R2为发光二极管H2匹配电阻。继电器12的第8管脚与地相连。处理器5读取模式选择开关I的状态，根据模式选择开关I的状态，利用标识为A/B的I/O端口进行输出选择控制。处理器5标识为A/B的I/O端口电平信号经光电耦合器件10后控制继电器12的第10管脚。模式选择开关I为三态模式开关，分别对应主机输出、副机输出和自动输出，由操作人员手动设置为其中一种工作模式。当模式选择开关I为主机输出时，则处理器5将标识为A/B的I/O端口设置为低电平，此时，继电器12的第3管脚和第4管脚导通，第7管脚和第8管脚导通，继电器12将主机的测量结果传输给控制系统调瞄组合11和电压表13，同时主机输出指示灯H2被点亮。当模式选择开关I为副机输出时，则处理器5将标识为A/B的I/O端口设置为高电平，此时，继电器12的第2管脚和第3管脚导通，第8管脚和第9管脚导通，继电器12将副机的测量结果传输给控制系统调瞄组合11和电压表13，同时副机输出指示灯Hl被点亮。当模式选择开关I为自动输出时，如果主机测量结果为有效，则处理器5将标识为A/B的I/O端口设置为低电平，此时，继电器12的第3管脚和第4管脚导通，第7管脚和第8管脚导通，继电器12将主机的测量结果传输给控制系统调瞄组合11和电压表13，同时主机输出指示灯H2被点亮；如果主机测量结果为无效，副机测量结果为有效，则处理器5将标识为A/B的I/O端口设置为高电平，此时，继电器12的第2管脚和第3管脚导通，第8管脚和第9管脚导通，继电器12将副机的测量结果传输给控制系统调瞄组合11和电压表13，同时副机输出指示灯Hl被点亮；如果主、副机测量结果均无效，则处理器5将标识为A/B的I/O端口设置为低电平，此时，继电器12的第3管脚和第4管脚导通，第7管脚和第8管脚导通，继电器12将处理器5的D/A0端口的OV电压信号传输给控制系统调猫组合11和电压表13，同时主机输出指示灯H2被点亮。LED组16由处理器5的I/O 口控制，用于表示主、副机数据是否有效。电源转换模 块组17将DC28V输入电源分别转换为5V和3.3V，分别为各芯片提供电源。
权利要求
1.激光自准直仪信号控制转换装置，由模式选择开关(I)、第一串口收发芯片(2)、第二串口收发芯片(3)、串口扩展芯片(4)、处理器(5)、显示驱动芯片(6)、继电器(12)、光电耦合器件(10)、三个电压表、数码管组(7)、LED组(16)和电源转换模块组(17)组成，其特征是， 模式选择开关(I)为三态模式开关，分别对应主机输出、副机输出和自动输出； 第一串口收发芯片(2)和第二串口收发芯片(3)分别接收主、副激光自准直仪的数字测量结果发送给串口扩展芯片(4)，串口扩展芯片(4)将接收到的数字测量结果通过串行通信发给处理器(5)，处理器(5)将主、副激光自准直仪的测量结果发送给显示驱动芯片(6)，显示驱动芯片(6)驱动数码管组(7)将主、副激光自准直仪的测量结果显示出来； 处理器(5)的D/A0输出连接到第一放大器(14)，经第一放大器(14)放大后输出给电压表(15)和继电器(12);处理器(5)的D/A1输出连接到第二放大器(8)，经第二放大器(8)放大后输出给电压表(9)和继电器(12);处理器(5)经光电耦合器件(10)后控制继电器(12);继电器(12 )选择将主或副激光 自准直仪的测量结果发送给控制系统调瞄组合(11)和电压表(13)； 控制LED组(16)由处理器(5)的I/O 口控制，表明主、副机的数据是否有效； 电源转换模块组(17)为各芯片提供电源。
2.根据权利要求1所述的激光自准直仪信号控制转换装置，其特征在于，处理器(5)对接收到的主、副激光自准直仪的测量结果进行判断，如果测量结果为正常有效数据，则处理器(5)利用其内部的两个D/A转换模块D/A0和D/A1分别将主、副机的测量结果转换为电压模拟信号，如果测量结果异常，则输出OV电压信号。
3.根据权利要求1所述的激光自准直仪信号控制转换装置，其特征在于，第一串口收发芯片(2)和第二串口收发芯片(3)采用MAX頂公司生产的MAX488芯片；串口的扩展芯片(4)采用ST公司生产的四路串行数据通信芯片ST16C654 ;处理器(5)采用SILICON公司生产的64脚TQFP封装C8051F021单片机；显示驱动芯片(6)采用MAX頂公司生产的MAX7221 ；第一放大器(14)和第二放大器(8)采用MAXM公司生产0P27放大器；继电器(12)采用OMRON公司生产的DIPlO封装的G6H-2继电器。
全文摘要
激光自准直仪信号控制转换装置，属于信号转换控制领域，为解决现有技术集成度较低、降低系统的平均无故障时间及不便操作的问题，该装置由模式选择开关、第一串口收发芯片、第二串口收发芯片、串口扩展芯片、处理器、显示驱动芯片、继电器、光电耦合器件、三个电压表、数码管组、LED组和电源转换模块组组成，第一串口收发芯片和第二串口收发芯片分别接收主、副激光自准直仪的数字测量结果发送给串口扩展芯片，串口扩展芯片将接收到的数字测量结果通过串行通信发给处理器，处理器将主、副激光自准直仪的测量结果发送给显示驱动芯片，显示驱动芯片驱动数码管组将主、副激光自准直仪的测量结果显示出来；实现了系统反应快速，避免人为因素影响。
文档编号G05B19/04GK103246220SQ20131018464
公开日2013年8月14日 申请日期2013年5月17日 优先权日2013年5月17日
发明者沈铖武, 刘畅, 王志乾, 耿天文, 刘绍锦, 李建荣, 于帅北, 蔡盛, 李冬宁 申请人:中国科学院长春光学精密机械与物理研究所