专利名称：一种船舶name0183输入信号极性自适应方法及接口装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种船舶NAMEO183输入信号极性自适应方法及接口装置。
背景技术：
随着航运电子的发展，船载导航仪已成为一种必不可少的设备。船载导航仪除了要接入基本的GPS信号外，还需要接入越来越多的外围设备，比如测深仪、磁(电)罗经、船舶避碰系统(AIS)等，这些信号接口都是采用NAME0183通信标准以串口方式接入的。由于 NAME0183输入信号接入有正、负之分，这样对于用户来说，接入各个厂家生产的设备是一件相对繁杂的工作。目前，业界普遍采用光耦器件对外围设备输出信号进行光电隔离保护，再对该外围设备输出的NAME0183信号进行整形后直接输入到微机串口，如图1所示。这样外围设备信号接口接入微机串口时必须正负极一一对应，即外围设备信号接口输出信号的正极对微机串口输入信号的正极，外围设备信号接口输出信号的负极对微机串口输入信号的负极， 否则微机串口接收不到正确的信息。更为严重的是，如果所要接入设备的输出信号不是标准的NAME0183信号，比如GARMIN153输出的GPS信号是共地反向的差分信号，这样该接入设备输出到微机串口的信号跟正确的信号恰好反向，导致微机串口无法得到正确的信息。
发明内容
本发明的目的在于提供一种船舶NAME0183输入信号极性自适应方法及接口装置，使用户在将外围设备的信号接口接入微机串口时，不需要区分接入的NAME0183信号的正、负极，而且也可以接入共地反向的非标准NAME0183信号。一种船舶NAME0183输入信号极性自适应接口装置，包括NAME0183输入信号接入端、光电隔离模块、信号整形滤波模块、信号采集模块和微机串口，外围设备信号接口在不需要区分信号正负极的情况下，输出信号至NAME0183输入信号接入端，经由光电隔离模块进行光电隔离后，通过信号整形滤波模块对输入信号整形、滤波后，输出可以接收的数字信号至信号采集模块，该信号采集模块对数据起始位进行检测、采集数据、确定正向极性或反向极性的数据采集模式，并将处理后的数据通过自身所带的微机串口发送给微机。一种船舶NAME0183输入信号极性自适应方法，包括以下步骤
步骤1 外围设备输出信号通过NAME0183输入信号接入端，经由光电隔离模块进行光电隔离以及信号整形滤波模块对输入信号整形、滤波后，输出可以接收的数字信号至信号采集模块，该信号采集模块通过内部可编程器件IO 口的上升沿中断或下降沿中断功能检测起始位，上电默认为正向极性的数据采集模式，有效起始位为低电平，设置下降沿中断；
步骤2 当检测到有效起始位后，信号采集模块关闭起始位检测功能开始采集数据，每间隔一个位的传输时间，根据所确定的数据采集模式采集一位数据，若为正向极性的数据采集模式时，高电平表示数据为1，低电平表示数据为0，若为反向极性的数据采集模式时， 高电平表示数据为0，低电平表示数据为1 ；重复本步骤直到完成1个字节8位数据的采集；步骤3 返回步骤2采集1位停止位，若为正向极性数据采集模式时，高电平为有效停止位，若为反向极性数据采集模式时，低电平为有效停止位，若采集的停止位有效，则将数据采集计数值加1，并将数据发送到微机串口 ；如果步骤2所采集到的1个字节的数据值大于0x7F或者停止位无效时，则数据采集错误计数值加1 ；
步骤4 每间隔阈值时间，对数据采集错误计数值和数据采集计数值进行处理，当数据采集错误计数值占到数据采集计数值的比例达到阈值时，判定外围设备输出信号的输入方式与当前数量采集模式相反，更改为反向极性的数据采集模式，对应地将有效起始位检测更改为上升沿中断，高电平为有效停止位，并将数据采集错误计数值和数据采集计数值清零；
步骤5 重复步骤1到步骤4，直至数据传输完毕。本发明采用了上述技术方案后，使得用户再将外围设备信号接口接入微机时，不需要考虑接入信号的极性，操作更为便利，大大降低的技术支持部门的工作量，提高了产品竞争力。
图1为传统船舶NAME0183输入信号接口装置的工作原理图2为本发明船舶NAME0183输入信号极性自适应接口装置的工作原理图； 图3为本发明中正向极性时一个字节的数据格式； 图4为本发明中反向极性时一个字节的数据格式。以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详述。
具体实施例方式如图2所示，本发明一种船舶NAMEO183输入信号极性自适应接口装置，主要包括 NAME0183输入信号接入端1、光电隔离模块2、信号整形滤波模块3、信号采集模块4和微机串口 5，外围设备信号接口在不需要区分信号正负极的情况下，输出信号至NAME0183输入信号接入端1，经由光电隔离模块2进行光电隔离后，通过信号整形滤波模块3对输入信号整形、滤波后，输出可以接收的数字信号至信号采集模块4，该信号采集模块4根据船载导航设备输出信息都是可见的ASCII码的特点，对数据起始位进行检测、采集数据、确定正向极性或反向极性的数据采集模式，并将处理后的数据通过自身所带的微机串口 5发送给微机，不管外接输入信号是正接还是反接，使微机都可以得到正确的信息。当NAMEO183输入信号接入端1正向接输入信号时，即NAMEO183输入信号接入端 1的A端接NAME0183+，B端接NAME0183-，经过光电隔离模块2光耦隔离后输出，再经过信号整形滤波模块3整形、滤波、反向后输出，此时，正向接入输入信号经过两次的反向后是正向信号，信号采集模块4按照正常方式对信号进行采集后再发送至微机串口 5。当NAMEO183输入信号接入端1反向接输入信号时，即NAMEO183输入信号接入端 1的A端接NAME0183+，B端接NAME0183-，经过光电隔离模块2光耦隔离、信号整形滤波模块3整形滤波后，输出反向信号，信号采集模块4按照跟正常情况相反的方式对信号进行采集后再发送至微机串口 5。所述的信号采集模块4主要完成四大功能数据起始位的检测、采集数据、正向或反向数据采集方式的确定、数据发送。如图3所示为正向极性时一个字节的数据格式，起始位为低电平，8位数据为正向逻辑(即高电平为1，低电平为0)；停止位和空闲状态均为高电平；利用可编程器的下降沿中断功能检测起始位(低电平)；检测到有效的起始位后每间隔一个位的传输时间就采集一位数据，比如波特率4800的速度进行接收，则检测到起始位后每间隔208US (即 1000000/4800us)采集一位数据，采集完8位数据后确认停止位，至此，一个字节的采集完成。如图4所示反向极性时一个字节的数据格式，与正向极性刚好相反，起始位为高电平，8位数据为负逻辑(即高电平为0，低电平为1)；停止位和空闲状态均为低电平；利用可编程器的上升沿中断功能检测起始位(高电平)；检测到有效的起始位后每间隔一个位的传输时间就采集一位数据(注意，此时是负逻辑)，比如波特率4800的速度进行接收，则检测到起始位后每间隔208us (即1000000/4800US)采集一位数据，采集完8位数据后确认停止位是否有效，至此，一个完整字节的数据采集完成。当数据采集方式与极性接入相反时，由于起始位触发的时刻不正确，数据位及停止位均与原数据位及停止位不对应，根据船载外围设备输出信号均可见ASCII码(即数据小于0x80)的特点，一个字节采集完成后对非可见ASCII码及错误停止位进行计数，在一定时间内，当错误总数占接收字符总数达一定比例时即可判定为反向极性，切换数据采集方式艮口可。本发明一种船舶NAME0183输入信号极性自适应方法，主要包括以下步骤
步骤1 外围设备输出信号通过NAME0183输入信号接入端1，经由光电隔离模块2进行光电隔离、以及信号整形滤波模块3对输入信号整形、滤波后，输出可以接收的数字信号至信号采集模块4，该信号采集模块4通过内部可编程器件IO 口的上升沿中断或下降沿中断功能检测起始位，上电默认为正向极性的数据采集模式，有效起始位为低电平，设置下降沿中断；
步骤2 当检测到有效起始位后，信号采集模块4关闭起始位检测功能开始采集数据， 每间隔一个位的传输时间(若波特率为4800时，一个位的传输时间为208. :3uS)，根据所确定的数据采集模式采集一位数据，若为正向极性的数据采集模式时，高电平表示数据为1， 低电平表示数据为0，若为反向极性的数据采集模式时，高电平表示数据为0，低电平表示数据为1 ；重复本步骤直到完成1个字节8位数据的采集；
步骤3 返回步骤2采集1位停止位，若为正向极性数据采集模式时，高电平为有效停止位，若为反向极性数据采集模式时，低电平为有效停止位，若采集的停止位有效，则意味着完成一个完整字节数据的采集，将数据采集计数值加1，并将数据通过可编程器件自身所带串口发送数据到微机串口 5 ；如果步骤2所采集到的1个字节的数据值大于0x7F(跟0x80 进行与运算，计算结果为0x80，或者减去0x7F，计算结果大于0，即为数据值大于0x7F)，或者采集的停止位无效时，则数据采集错误计数值加1 ；
步骤4:每间隔阈值时间nTime(lS)，对数据采集错误计数值和数据采集计数值进行处理，当数据采集错误计数值占到数据采集计数值的比例达到阈值N (3%)时，即可判定外围设备输出信号的输入方式与当前数量采集模式相反，更改为反向极性的数据采集模式，并将有效起始位检测更改为上升沿中断，高电平为有效停止位，并将数据采集错误计数值和数据采集计数值清零；
步骤5 重复步骤1到步骤4，直至数据传输完毕。
以上所述，仅是本发明较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
权利要求
1.一种船舶NAME0183输入信号极性自适应接口装置，其特征在于包括NAME0183输入信号接入端、光电隔离模块、信号整形滤波模块、信号采集模块和微机串口，外围设备信号接口在不需要区分信号正负极的情况下，输出信号至NAME0183输入信号接入端，经由光电隔离模块进行光电隔离后，通过信号整形滤波模块对输入信号整形、滤波后，输出可以接收的数字信号至信号采集模块，该信号采集模块对数据起始位进行检测、采集数据、确定正向极性或反向极性的数据采集模式，并将处理后的数据通过自身所带的微机串口发送给微机。
2.一种船舶NAME0183输入信号极性自适应方法，其特征在于主要包括以下步骤 步骤1 外围设备输出信号通过NAME0183输入信号接入端，经由光电隔离模块进行光电隔离以及信号整形滤波模块对输入信号整形、滤波后，输出可以接收的数字信号至信号采集模块，该信号采集模块通过内部可编程器件IO 口的上升沿中断或下降沿中断功能检测起始位，上电默认为正向极性的数据采集模式，有效起始位为低电平，设置下降沿中断；步骤2 当检测到有效起始位后，信号采集模块关闭起始位检测功能开始采集数据，每间隔一个位的传输时间，根据所确定的数据采集模式采集一位数据，若为正向极性的数据采集模式时，高电平表示数据为1，低电平表示数据为0，若为反向极性的数据采集模式时， 高电平表示数据为0，低电平表示数据为1 ；重复本步骤直到完成1个字节8位数据的采集； 步骤3 返回步骤2采集1位停止位，若为正向极性数据采集模式时，高电平为有效停止位，若为反向极性数据采集模式时，低电平为有效停止位，若采集的停止位有效，则将数据采集计数值加1，并将数据发送到微机串口 ；如果步骤2所采集到的1个字节的数据值大于0x7F或者停止位无效时，则数据采集错误计数值加1 ；步骤4 每间隔阈值时间，对数据采集错误计数值和数据采集计数值进行处理，当数据采集错误计数值占到数据采集计数值的比例达到阈值时，判定外围设备输出信号的输入方式与当前数量采集模式相反，更改为反向极性的数据采集模式，对应地将有效起始位检测更改为上升沿中断，高电平为有效停止位，并将数据采集错误计数值和数据采集计数值清零；步骤5 重复步骤1到步骤4，直至数据传输完毕。
全文摘要
本发明一种船舶NAME0183输入信号极性自适应方法及接口装置，包括NAME0183输入信号接入端、光电隔离模块、信号整形滤波模块、信号采集模块和微机串口，外围设备信号接口在不需要区分信号正负极的情况下，输出信号至NAME0183输入信号接入端，经由光电隔离模块进行光电隔离后，通过信号整形滤波模块对输入信号整形、滤波后，输出可以接收的数字信号至信号采集模块，该信号采集模块对数据起始位进行检测、采集数据、确定正向极性或反向极性的数据采集模式，并将处理后的数据通过自身所带的微机串口发送给微机，使得用户再将外围设备信号接口接入微机时，不需要考虑接入信号的极性，操作更为便利，大大降低的技术支持部门的工作量，提高了产品竞争力。
文档编号G06F13/40GK102402495SQ20111027138
公开日2012年4月4日 申请日期2011年9月14日 优先权日2011年9月14日
发明者刘开繁, 李海博, 陈超 申请人:厦门新诺科技有限公司