专利名称：数字式航向发生器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种飞机维修领域，特别涉及一种数字式航向发生器
背景技术：
战斗机在空中飞行时的航向角是由航向仪产生的，航向仪产生的是自整 角机形式的三相交流信号。当飞机在地面上进行维修时，难以获得真实的航 向信号。这给机载火控系统的检测与故障排查带来了困难。为此，目前多采 用机电式自整角发送机，即通过特定的机械装置来拨动发送机转子转动以 模拟飞机的航向变化。这种方案存在机械转动空回、死区及波形失真和重复 性差等缺点。 发明内容
本实用新型是针对现有在没有真实航向信号的情况下，机载火控系统的 检测及故障排査困难的问题，提出了一种数字式航向发生器，利用PC机进行 航向角的数字化编码、再通过简单可靠的硬件电路传输给DSC(数字一自整角 机)模块，可方便得产生所需航向信号。与机电式自整角发送机相比，具有精 度高、重复性好以及用户界面友好等特点。
本实用新型的技术方案为 一种数字式航向发生器，包括人机界面和控 制器，人机界面包括电脑人机界面和USB接口，控制器包括微控制器、光电
耦合模块、DSC模块、专用电源，通过电脑人机界面输入航向角并进行数字角 度的编码，电脑与微控制器通过USB连接，微控制器接收数字角度的编码， 通过光电耦合模块将14位数字角度连同控制位发送给DSC模块，光电耦合模块可避免电气干扰，由DSC模块将数字角转化为机载火控系统可以识别的三 相交流信号，频率为机载电源常用的频率，专用电源给DSC模块参考频率信号。
所述DSC模块选用芯片14SZZ，芯片14SZZ为14位数字一 自整角机(DSC) 转换芯片。所述微控制器选用单片机AT89S52。
本实用新型的有益效果在于本发明的数字式航向发生器，当飞机在地 面上进行维修时，难以获得真实的航向信号时，通过人机接界面输入信号， 通过模块产生所需航向信号，与机电式自整角发送机相比，具有精度高、重 复性好以及用户界面友好等特点。
图1本实用新型数字式航向发生器控制框图2本实用新型数字式航向发生器控制电路示意图。
具体实施方式
如图1所示数字式航向发生器控制框图，数字式航向发生器包括人机界 面和控制器，人机界面包括电脑人机界面1和USB接口 2，控制器包括微控制 器3、光电耦合模块4、 DSC模块5、专用电源6。用户通过电脑人机界面输入 航向角，电脑与微控制器通过一条USB—RS232转接线连接。微控制器通过光 电耦合模块4将14位数字角度连同控制位发送给DSC模块，可避免电气干扰， 由DSC模块将14位数字角转化为机载火控系统7可以识别的三相(Sl， S2， S3)交流信号，频率为机载电源常用的400Hz。 Sl， S2， S3的幅值与航向角 有一一对应的三角函数关系。Sl， S2， S3直接连接机载火控系统7中的自整 角变压器，经功率放大后驱动其中的交流伺服电机做同步旋转。一、电脑人机界面
利用PC机实现数字角度的编码。其优点在于(1)将编码工作交付PC机 完成，可大大减小下位机的数据运算量，使其专注于数字角度的发送。(2) 便于开发友好的人机交互界面。
本实用新型采用的是14位DSC模块。因此，需要将10进制的角度值用 14位二进制表示。其中，第l位(MSB)表示180度，第2位表示90度，第 3位表示45度，第4位表示22. 5度，以此类推。其分辨率为180/213 二O. 021973 度，大大优于机电式自整角发送机的分辨率。利用Visual 0++进行角度编码 的基本流程如下
(1) 假设需要产生的航向角(IO进制)3 =mX100+nX10+pXl+qX0.02
(单位度)。
(2) 对(e/0. 021973)取整，记做ANGLE;
(3) 利用mJffiX. Format (〃％0x〃， ANGLE)语句将ANGLE转化为16进制。 m—HEX为成员变量。
(4) 最后，利用串口通信程序将m—HEX发送到下位机。
举例说明假设在维修过程中需要产生270度的阶跃航向角。用户只需在 电脑界面上(该程序采用MFC编写)输入270度。则ANGLE=12288; m_HEX=3000H=11000000000000B。其中，H， B分别表示十六进制和二进制。艮口 DSC的第1位(MSB)为1，第2位为1，其余12位均为0。上述角度编码过 程由程序自行完成。同时，为了将编码向下位机发送，我们利用MSCO匿控件 编写了串口通信程序。考虑到笔记本电脑多没有RS232接口，可利用一条USB-RS232转接线将上位机与下位机连接起来。 二、控制器
微控制器3主要用于将编码后的数字航向角发送到DSC模块5，以产生自 整角机形式的三相交流信号。如图3所示，该电路中主要应用了 3块芯片 AT89S52，MAX232和14SZZ。其中，AT89S52为一款性价比较高的单片机；MAX232 为串口通信电平转换芯片；14SZZ为14位数字一自整角机(DSC)转换芯片。 DB9型9针串口接收笔记本电脑发送过来的数字角度(此时为十六进制)，再 通过电平转换芯片MAX232传递到单片机AT89S52的RXD管脚。并最终由单片 机内部程序(我们用Keil-C51编写)将接收到的数字角度由P2 口和P0 口发 送给DSC模块。DSC的RH， RL管脚接400Hz， 36V的交流信号(做为DSC的参 考信号)，这可由专用电源给出。由于专用电源本身多由220V的市电供电， 市电一般不稳定，所以应利用稳压电源对此处的专用电源供电。DSC的Sl， S2， S3为输出管脚，输出为三相交流信号，其幅值与航向角有一一对应的三 角函数关系。Sl， S2， S3直接连接机载火控系统中的自整角变压器，经功率 放大后驱动其中的交流伺服电机做同步旋转。为了减小电气干扰，将AT89S52 和DSC模块通过16个TLP521型的光耦器进行连接。AT89S52和14SZZ管脚的 对应关系如表1所示。
角度 编码D15D14D13D12DllD10D9D8D7D6D5D4D3D2DlDO
MCU 管脚P2.7P2.6P2.5P2.4P2.3P2.2P2.1P2.0P0.7P0.6P0.5P0.4P0.3P0.2PO.lPO.O
DSC 管脚E雇ENL1234567891011121314
表1单片机与DSC管脚对应关系
其中，E画，ENL为DSC模块的数据锁存控制位。当ENM二ENL二O时，DSC处于锁存状态。当EM^ENbl时，Sl， S2， S3将随数字角度的变化而变化。为了 测试火控系统的动态特性，多将E丽，ENL置高。此时，在角度编码时，只需 将成员变量m一HEX与C000H进行或操作即可。
权利要求1、一种数字式航向发生器，其特征在于，所述数字式航向发生器包括人机界面和控制器，人机界面包括电脑人机界面和USB接口，控制器包括微控制器、光电耦合模块、DSC模块、专用电源，通过电脑人机界面输入航向角并进行数字角度的编码，电脑与微控制器通过USB连接，微控制器接收数字角度的编码，通过光电耦合模块将14位数字角度连同控制位发送给DSC模块，光电耦合模块可避免电气干扰，由DSC模块将数字角转化为机载火控系统可以识别的三相交流信号，频率为机载电源常用的频率，专用电源给DSC模块参考频率信号。
2、 根据权力要求l所述数字式航向发生器，其特征在于，所述DSC模块选用 芯片14SZZ，芯片14SZZ为14位数字一自整角机(DSC)转换芯片。
3、 根据权力要求l所述数字式航向发生器，其特征在于，所述微控制器选用 单片机AT89S52。
专利摘要本实用新型涉及一种数字式航向发生器，利用电脑界面进行航向角的数字化编码、再通过控制器将处理后的信号传输给DSC(数字-自整角机)模块，可方便地产生所需航向信号。与机电式自整角发送机相比，具有精度高、重复性好以及用户界面友好等特点。
文档编号G05B23/02GK201251713SQ200820152399
公开日2009年6月3日 申请日期2008年8月28日 优先权日2008年8月28日
发明者古文海, 孙玉国 申请人:上海理工大学