来自 海域问题 2019-02-22 23:42 的文章
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某型平台罗经训练模拟器的设计

  担负着为舰艇上导弹、作战指挥等系统提供航向、姿态及位置等信息的重要任务,一旦失效,将直接影响舰艇航行安全及其战斗效能的发挥。结构复杂,且涉及多学科知识,维护使用人员只有经过专门培训才能胜任故障定位、排除以及装备等日常维护工作。由于受经费、生产能力等客观条件制约,以及训练内容、形式有限,实装训练不能完全满足训练需求。

  为了提高使用人员的操作技能和维护保养水平,本文设计了,研制成本仅约为实装的十分之一,而且可以设定多种工作方式和工作环境,提高了训练效果,具有显著的军事意义和经济价值。

  平台罗经维修训练模拟器以“硬模拟与软模拟结合,硬模拟为主”为基本原则,设计一个操作实践平台即学员操作台和一个控制与演示平台即教员控制台。

  其中学员操作台利用“硬模拟”的直观性,为受训人员发现、分析、排除故障提供一种动手上机实践的环境。学员操作台以1:1比例模拟平台罗经系统电子机柜,其外观及维修操作控制与实装完全一致,具有模拟实装操作的功能。由单片机、CH452L、8255A组成的硬件电路完成其功能。

  教员控制台接收来自学员操作台的操作信息,具有设置、记录、提示、报警等功能。此外,教员控制台利用“软模拟”的适应性,充分运用现代信息技术、仿真技术、虚拟现实技术,有效地节省模拟器的研制成本,在提高通用性的同时拓展其模拟功能。该系统以VB6.0和SQL 2000为软件设计平台,采用面向对象设计思想和数据库编程技术设计。

  为正确模拟平台罗经系统操作控制面板,设计了基于单片机的控制与显示电路。该电路接收来自控制计算机的控制字与数据,显示相应的信息,并采集按键状态,反馈至计算机。其总体结构如图1所示。

  1)通过MAX232,实现单片机与计算机之间的串口通信,传递控制命令与数据;

  2)基于CH452L可驱动8个数码管或64个发光二极管的功能,采用3片CH452L并联,实现1片单片机驱动18个数码管与54个发光二极管,显示来自计算机的相应数据;

  3)通过光耦隔离芯片TLP521-1,控制蜂鸣器的工作状态;蜂鸣器采用12 V直流电源供电,单片机控制电路为5 V直流电源供电;

  本文中89C51单片机与PC机通过串口进行通信。89C51单片机内部有一个可编程全双工串行通信接口(BXD、PAD),具有UART的全部功能。该接口电路能同时进行数据的发送和接收,一般情况下只要通过TXD、RXD和GND 3条线连接就可以实现与PC机的串行通信。由于PC机的串行口是RS-232标准接口,其电平采用的是EIA电平,而单片机要求的是TTL电平,为了实现单片机与PC机之间能可靠地进行串行通信,还需要将单片机的串行接口的电平转换成RS-232电平标准。本设计选用MAXIM公司生产的专用芯片MAX232进行电平转换,MAX232芯片具有集成度高,内置了电压倍增电路及负电源电路,单+5 V电源工作,只需外接5个容量为0. 1~1F的小电容,即可完成两路RS-232与TTL之间电平转换,其连接图如图2所示。

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