带自动变化参数的同步信号收发装置的制作方法

本实用新型属于一种信号收发装置，具体涉及一种带自动变化参数的同步信号收发装置。

背景技术：

在直升机自动控制系统中，直升机在飞行时需要实时采集飞机的地平仪，陀螺仪等姿态信号，通过计算机的运算后发送相关控制信号，来进行飞行姿态的实时调整，达到控制飞行的目的。

现有的模拟地平仪和陀螺仪的同步信号源是进口的拨轮机械式信号源和制作于90年代的基于机械式同步器代数码管指示所发送的信号源，需要手动设置参数，这两款同步源均是基于机械式同步发送器制作的，精度低，易发生故障，使用这类同步器无法满足计算机对同步信号实时变化的信息作处理的要求，目前市场上多是模块或者带指示的同步模块，均是手动调节角度变化值，无法满足要求，只有极少数设备带有角度变化功能，但是使用复杂，设备价格昂贵。

技术实现要素：

本实用新型是为了克服现有技术中存在的缺点而提出的，其目的是提供一种带自动变化参数的同步信号收发装置。

本实用新型的技术方案是：

一种带自动变化参数的同步信号收发装置，包括直流开关电源，其交流输入端与外部接口的三芯交流220VAC电源插座连接，其直流电源输出端分别与电源转换电路模块的直流电源输入端和角度发送和接收模块的±15VDC直流电源输入端连接；所述电源转换电路模块的直流电源输出端分别与单片机、CPLD的直流电源输入端，以及角度发送和接收模块的+5VDC直流电源输入端连接；所述外部接口的自整角机角度信号和参考电压传输至角度发送和接收模块；所述CPLD分别与角度发送和接收模块、显示模块和单片机连接；所述单片机分别与显示模块和功能开关模块连接。

所述直流开关电源为AC-DC转换电源，输入220VAC50HZ，输出±15VDC，1A的直流电压；其交流输入端分别用于连接220V交流电火线L和零线N的接线端及FE端。

所述电源转换电路模块由分立元件搭建。

所述外部接口包括三芯交流220VAC电源插座和自整角机角度信号，自整角机角度信号的RH、RL、X、Y、Z引脚分别连接角度发送和接收模块的RH、RL、S1、S3、S2引脚。

所述角度发送和接收模块为电子式斯科特式原理的数字转模拟或者是模拟转数字的转换模块，分为美制标准和俄制标准；

所述角度发送和接收模块的模拟部分的RH、RL、S1、S3、S2引脚与外部接口的自整角机角度信号RH、RL、X、Y、Z引脚连接；角度发送和接收模块的数据线AD0~AD13引脚与CPLD的AD0~AD13的引脚连接。

所述CPLD为可编程逻辑阵列CPLD EPM7128AETC144；

所述CPLD的AD0~AD13引脚连接到角度发送和接收模块的AD0~AD13引脚；其数据总线D0~D7引脚、地址总线A0~A13引脚，控制总线CS1、CS2、WR、RD引脚分别连接到单片机的数据总线D0~D7引脚、地址总线A0~A13引脚，控制总线CS1、CS2、WR、RD引脚；CPLD的位控信号CH1~CH5引脚通过ULN2803与显示模块的中位控信号COM1~COM5引脚相连。

所述显示模块由五位一体的共阴极LED组成；其段控数据a、b、c、d、e、f、g、dp引脚通过74HC573与单片机的D0~D7引脚相连。

所述功能开关模块包括6位波段开关，旋转开关，钮子开关；速率设置波段开关、控制选择开关、方向开关、移位开关分别作为信号KEY1~KEY14引脚连接到CPLD的KEY1~KEY14引脚。

所述单片机由PIC24FJ256GA108-I/PT单片机作为主控单片机。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型提供了一种带自动变化参数的同步信号收发装置，根据自动变化参数的控制算法而设计，按照既定设置进行参数变化的同步信号收发；满足飞机的陀螺、地平仪和自驾计算机的对于姿态信息实时变化的要求，实现自驾计算机的空中飞行姿态调整和控制功能的检测。既可满足公司维修的需要，同时也填补了技术空白，设备使用方便，使用周期长，精度高。

附图说明

图1是本实用新型的原理框图；

图2是本实用新型中直流开关电源的电路图；

图3是本实用新型中角度发送和接收模块的电路图；

图4是本实用新型中CPLD的电路图；

图5是本实用新型中显示模块的电路图；

图6是本实用新型中功能开关模块的电路图；

图7是本实用新型中单片机的电路图。

其中：

1 直流开关电源

2 电源转换电路模块

3 外部接口

4 角度发送和接收模块

5 CPLD

6 显示模块

7 功能开关模块

8 单片机。

具体实施方式

下面结合说明书附图及实施例对本实用新型带自动变化参数的同步信号收发装置进行详细说明：

如图1~7所示，一种带自动变化参数的同步信号收发装置，包括直流开关电源1，其交流输入端与外部接口3的三芯交流220VAC电源插座连接，其直流电源输出端分别与电源转换电路模块2的直流电源输入端和角度发送和接收模块4的±15VDC直流电源输入端连接；

所述电源转换电路模块2的直流电源输出端分别与单片机8、CPLD5的直流电源输入端，以及角度发送和接收模块4的+5VDC直流电源输入端连接；

所述外部接口3的自整角机角度信号和参考电压传输至角度发送和接收模块4；

所述CPLD5分别与角度发送和接收模块4、显示模块6和单片机8连接；

所述单片机8分别与显示模块6和功能开关模块7连接。

所述直流开关电源1为AC-DC转换电源，输入220VAC50HZ，输出±15VDC，1A的直流电压；其交流输入端分别用于连接220V交流电火线L和零线N的接线端及FE端。

所述电源转换电路模块2由分立元件搭建。

所述外部接口3包括三芯交流220VAC电源插座和自整角机角度信号，自整角机角度信号的RH、RL、X、Y、Z引脚分别连接角度发送和接收模块4的RH、RL、S1、S3、S2引脚。

所述角度发送和接收模块4为电子式斯科特式原理的数字转模拟或者是模拟转数字的转换模块，分为美制标准和俄制标准；

所述角度发送和接收模块4的模拟部分的RH、RL、S1、S3、S2引脚与外部接口3的自整角机角度信号RH、RL、X、Y、Z引脚连接；角度发送和接收模块4的数据线AD0~AD13引脚与CPLD5的AD0~AD13的引脚连接。

所述CPLD5为可编程逻辑阵列CPLD EPM7128AETC144；

所述CPLD5的AD0~AD13引脚连接到角度发送和接收模块4的AD0~AD13引脚；其数据总线D0~D7引脚、地址总线A0~A13引脚，控制总线CS1、CS2、WR、RD引脚分别连接到单片机8的数据总线D0~D7引脚、地址总线A0~A13引脚，控制总线CS1、CS2、WR、RD引脚；CPLD5的位控信号CH1~CH5引脚通过ULN2803与显示模块6的中位控信号COM1~COM5引脚相连。

所述显示模块6由五位一体的共阴极LED组成；其段控数据a、b、c、d、e、f、g、dp引脚通过74HC573与单片机8的D0~D7引脚相连。

所述功能开关模块7包括6位波段开关，旋转开关，钮子开关；速率设置波段开关、控制选择开关、方向开关、移位开关分别作为信号KEY1~KEY14引脚连接到CPLD5的KEY1~KEY14引脚。

所述单片机8由PIC24FJ256GA108-I/PT单片机作为主控单片机。

直流开关电源1，其作用是为整个设备提供±15VDC的电源电压，供给电源转换电路模块2和角度发送和接收模块4使用；其交流输入端与外部接口3的三芯交流220VAC电源插座相连，分别用于连接220V交流电火线L和零线N的接线端及FE端；所述直流开关电源1，将220V交流电转换为±15VDC直流电源连接到电源转换电路2的直流电源输入端和角度发送和接收模块4的±15VDC直流电源输入端；

电源转换电路模块2，其作用是将±15VDC电压转换成+5VDC电压，供给单片机8、CPLD5和角度发送和接收模块4使用；直流开关电源1的±15VDC接到电源转换电路模块2的输入端，电源转换电路模块2转换成+5VDC电压通过输出端连接到单片机8、CPLD 5和角度发送和接收模块4的+5VDC的输入端，为这些设备供电；

外部接口3，其为设备的对外接口，作为设备对外信号和电源的连接口；包括三芯交流220VAC电源插座和自整角机角度信号，连接到直流开关电源1的L，N，FE的输入口；自整角机角度信号RH、RL、X、Y、Z引脚连接到角度发送和接收模块4的RH、RL、S1、S3、S2引脚。

角度发送和接收模块4，其作用是将数字信号转换成模拟的自整角机信号发送出去或者将模拟的自整角机信号转换成数字信号；其模拟部分的RH、RL、S1、S3、S2引脚与外部接口3的自整角机角度信号RH、RL、X、Y、Z的引脚；模块的电源连接到直流电源1的±15VDC和电源转换电路2的+5VDC输出口上；其数据线AD0~AD13引脚连接到CPLD5的AD0~AD13的引脚上；

CPLD 5，其作用是形成译码、逻辑电路使单片机和外围电路形成连接关系；CPLD5的AD0-AD13连接到角度发送和接收模块4AD0-AD13；数据总线D0-D7、地址总线A0-A13，控制总线CS1、CS2、WR、RD等连接到单片机8的数据总线D0-D7、地址总线A0-A13，控制总线CS1、CS2、WR、RD引脚上；显示模6块的其中位控信号COM1-COM5通过ULN2803与CPLD5的位控信号CH1-CH5相连。

显示模块6，其作用是单片机将运算后的结果数据送到这个显示模块6上显示，五位数据，精确到0.01度；其中位控信号COM1-COM5通过ULN2803与CPLD5的位控信号CH1-CH5相连，段控数据a、b、c、d、e、f、g、dp通过74HC573与单片机D0-D7相连。

功能开关模块7，其作用是对设备信号参数进行设置，让参数按照设定曲线工作；速率设置波段开关、控制选择开关、方向开关、移位开关分别作为信号KEY1-KEY14连接到CPLD5的KEY1-KEY14引脚。

单片机8，其作用是作为设备的大脑，协调管理设备的运行；数据总线D0~D7、地址总线A0~A13，控制总线CS1、CS2、WR、RD等连接到CPLD5的数据总线D0~D7、地址总线A0~A13，控制总线CS1、CS2、WR、RD引脚上；段控数据D0~D7通过74HC573与显示模块6的a、b、c、d、e、f、g、dp引脚相连。

本发明具有以下有益技术效果：

本发明的带自动变化参数的同步信号收发装置，由外部接口、直流开关电源、电源转换电路、角度发送和接收模块、CPLD、显示模块、功能开关模块和单片机相互连接来实现。通过功能开关对设备工作方式进行设置，单片机对工作方式进行识别和处理后将需要的参数通过CPLD的译码电路和控制电路送到角度发送和接收模块，该模块进行数字-自整角机信号转换后通过外部接口输出，设置参数通过单片机和CPLD送到显示模块显示。它具有如下特点：

在CPLD内部增加输出数据读回和输出数据的环路结构，将输入数据和读回数据进行比较，确认输出数据准确送到角度发送和接收模块并同时进行数据校准，提高了数据的精度，解决了数据因某位数据变化造成的信号偏差问题；

在传统的同步信号收发装置中只有手动设置参数，没有自动参数变化功能，本装置同时兼顾手动设置和自动变化参数的功能，使用更加广泛；

传统的传统的同步信号收发装置基本上都是以基于机械式同步器为基础的设计，分辨率低，精度低，角度设置精确度低，而本装置是基于电子式斯科特式变压器原理的模块进行数字和模拟转换，分辨率为14位，精度为±4′， 输出功率≥1.5W，响应时间100us，根据功能需要，参数可以进一步提高。

测试设备具有自动控制和手动控制功能。

自动控制：将控制开关打到自动，然后旋转速率旋钮选择速率后，拨动方向开关选择顺时针或者逆时针变化角度，同时角度自动开始变化；如若暂停角度变化，将方向开关打到停止即可。

手动控制：将控制开关打到手动，如若需要调节角度，可用移位开关选择需要调节的数位，然后通过调节旋钮调节数字的大小，顺时针增大，逆时针减小。

本发明适用美制和俄制标准系列的计算机和地平仪等需要同步信号的的维修和检测的功能的测试，寿命长，精度高，操作方便，提高模块生产企业的管理水平和产能、保证产品质量。

本发明的带自动变化参数的同步信号收发装置通过单片机的软件程序进行实现手动控制和自动控制功能，单片机8通过读取功能开关模块7的操作识别控制开关是手动功能还是自动功能，手动功能是识别移位按键和旋转开关进行角度参数的设置；在自动功能中，通过识别速率的位置是1°/S、2°/S、3°/S、4°/S、5°/S的设置以及方向开关的方向设置进行功能设置和数据处理，通过CPLD5的译码电路和环路结构送到角度发送和接收模块4的AD0-AD13上，角度发送和接收模块4经过数字-模拟转换成自整角机信号通过外部接口发送出去，同时将角度参数实时的送到显示模块进行角度显示。

本发明在在CPLD内部增加输出数据读回和输出数据的环路结构，将输入数据和读回数据进行比较，确认输出数据准确送到角度发送和接收模块并同时进行数据校准，提高了数据的精度，解决了数据因某位数据变化造成的信号偏差问题；

本装置同时兼顾手动设置和自动变化参数的功能，使用更加广泛；

本装置是基于电子式斯科特式变压器原理的模块进行数字和模拟转换，分辨率为14位，精度为±4′，输出功率≥1.5W，响应时间100us，根据功能需要，参数可以进一步提高。

可满足某些高精度和需要自动参数变化的检测系统中的需求。