基于電源控制的獨(dú)立模塊設(shè)計(jì)

張凱

摘 ?要： 該設(shè)計(jì)通過(guò)獨(dú)立模塊的應(yīng)用，以實(shí)現(xiàn)電源獨(dú)立控制為目的，進(jìn)而在電源設(shè)備工作期間，從人工干預(yù)、運(yùn)行成本、工作效率三方面進(jìn)行改善。其工作方式分本控和遠(yuǎn)控兩種：在本控方式下，電源控制模塊向站控計(jì)算機(jī)發(fā)送電路分機(jī)的工作狀態(tài)；在遠(yuǎn)控方式下，電源控制模塊除向站控計(jì)算機(jī)發(fā)送電路分機(jī)的工作狀態(tài)外，還接收并執(zhí)行站控計(jì)算機(jī)送來(lái)的各種命令、引導(dǎo)信息，根據(jù)信息對(duì)電源工作狀態(tài)經(jīng)行調(diào)整，實(shí)現(xiàn)無(wú)人工干預(yù)的獨(dú)立電源。

關(guān)鍵詞： 獨(dú)立模塊； 電源控制； 控制電路； 引導(dǎo)信息

中圖分類號(hào)： TN86?34； TM910 ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)： 1004?373X（2014）23?0152?03

Design of independent module for power supply control

ZHANG Kai

（Shaanxi Industrial Vocational College， Xianyang 712000， China）

Abstract： The purpose of this design is to realize independent control of the power supply. In the local control mode， the power control module transmits the working status of the circuit extension to the station control computer. In the remote control mode， in addition to the function mentioned above， the power control module also receives and executes the commands and digital guidance information from the station control computer， and adjust the working state of the power supply according to the feedback information to realize the independent power supply without manual intervention. With the above method， artificial intervention， operation cost and working efficiency of the power unit are significantly improved.

Keywords： ?independent module； power supply control； control circuit； guidance information

1 ?控制模塊的主要任務(wù)

對(duì)于電路控制系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，控制模塊的主要任務(wù)是根據(jù)指令穩(wěn)定可靠地控制電源運(yùn)行。此外，控制模塊擔(dān)負(fù)著供電、監(jiān)控和實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)任務(wù)。電源控制系統(tǒng)連接如圖1所示。

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圖1 電源控制系統(tǒng)連接圖

1.1 ?控制模塊任務(wù)

控制模塊的任務(wù)主要指：控制模塊與計(jì)算機(jī)的信息傳輸；控制模塊與編碼器的信息傳輸；控制模塊與接收機(jī)的信息傳輸；控制模塊與驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的信息傳輸；控制模塊與極化控制系統(tǒng)的信息傳輸。

本系統(tǒng)的位置編碼器選用套軸旋轉(zhuǎn)變壓器，PDU向旋轉(zhuǎn)變壓器輸出激磁電壓并且實(shí)時(shí)接收旋轉(zhuǎn)變壓器送來(lái)的數(shù)據(jù)，編碼后通過(guò)RS 232串口將編碼數(shù)據(jù)發(fā)送給電源控制模塊，采樣周期為20 Hz。

電源控制模塊與接收機(jī)的接口：

模擬接口。接收機(jī)向電源控制模塊提供誤差電壓、AGC電平。

數(shù)字接口。電源控制模塊控制接收機(jī)頻率和極化，并采樣得到接收機(jī)當(dāng)前頻率和極化。

1.2 ?電源控制模塊的監(jiān)控管理任務(wù)

監(jiān)控與管理是電源控制模塊的核心任務(wù)，是系統(tǒng)可靠工作的保證。電源控制模塊可對(duì)控制系統(tǒng)各模塊的關(guān)鍵狀態(tài)、模板端口進(jìn)行檢測(cè)。

檢測(cè)內(nèi)容：電源狀態(tài)檢測(cè)，包括電源預(yù)限位、終限位、急停、方位、俯仰和第三軸插拔鎖等狀態(tài)。

1.3 ?人機(jī)接口的管理

在Windows XP環(huán)境下進(jìn)行人機(jī)界面設(shè)計(jì)，中文操作環(huán)境和提示、儀表仿真接口。在系統(tǒng)檢測(cè)到故障信息時(shí)彈出故障顯示框，并做出相應(yīng)處理。

1.4 ?數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)文件可實(shí)現(xiàn)記錄系統(tǒng)運(yùn)行所采集的多種數(shù)據(jù)。

1.5 ?人機(jī)界面

按照技術(shù)協(xié)議書(shū)對(duì)測(cè)角監(jiān)控計(jì)算機(jī)模塊的功能要求，本著實(shí)用、可靠、先進(jìn)的原則，設(shè)計(jì)人機(jī)界面友好、便于操作和控制的畫(huà)面。

主界面宏觀設(shè)計(jì)框架如圖2所示。

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圖2 電源控制模塊人機(jī)界面

2 ?電源控制模塊工作方式概述

電源控制模塊主要方式有以下幾種：待機(jī)，速度手控，指令位置，程序跟蹤，自動(dòng)跟蹤，收藏。endprint

2.1 ?待機(jī)

系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)自動(dòng)進(jìn)入待機(jī)方式。在待機(jī)方式下，制動(dòng)器抱閘，驅(qū)動(dòng)被禁止。

2.2 ?速度手控

對(duì)電源座的方位、俯仰、第三軸實(shí)施速度控制，是一種常用的大角度調(diào)轉(zhuǎn)方式，也可以用于手動(dòng)跟蹤和電源維護(hù)。

2.3 ?位置控制

（1） 用戶命令控制是最常用的方式。在命令控制下，方位、俯仰、第三軸均按位置環(huán)閉環(huán)方式工作。依據(jù)位置指令來(lái)源和操作使用的差異，位置控制分為位置指令、位置增量等方式。無(wú)論哪種控制方式，電源各軸的當(dāng)前位置和指令位置都顯示在顯示屏上。

位置指令由面板的鍵盤(pán)直接輸入，主要用于電源大角度調(diào)轉(zhuǎn)，使電源準(zhǔn)確地停在預(yù)定的位置。

（2） 位置增量

位置指令來(lái)自位置步距，主要用于電源位置的精密調(diào)整。

2.4 ?程序跟蹤

程序跟蹤是指接收站管理分系統(tǒng)的調(diào)度命令、軌道預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)并據(jù)此產(chǎn)生電源指向數(shù)據(jù)，電源隨動(dòng)于該指令數(shù)據(jù)。在程序跟蹤過(guò)程中，可以依據(jù)接收機(jī)誤差信號(hào)大小對(duì)程序跟蹤軌跡實(shí)現(xiàn)在線修正。在非正常工作狀態(tài)時(shí)，程序跟蹤是有效的執(zhí)行任務(wù)的工作方式。

另外掃描功能常用來(lái)輔助捕獲目標(biāo)。該功能僅在位置控制和程序跟蹤兩種工作方式下有效。當(dāng)該功能使能后，電源將按照操作手預(yù)設(shè)的參數(shù)進(jìn)行掃描運(yùn)動(dòng)；一旦接收機(jī)鎖定或信號(hào)電平達(dá)到捕獲門(mén)限，電源控制模塊將自動(dòng)轉(zhuǎn)入自動(dòng)跟蹤方式。掃描方式和掃描參數(shù)可以從前面板選擇，掃描方式分為方位掃描、俯仰掃描、15°斜向掃描三種方式[1]；掃描參數(shù)包括掃描速度、掃描范圍等。

2.5 ?收藏功能

用于把電源置于設(shè)定的收藏位置。

2.6 ?自動(dòng)化測(cè)試

自動(dòng)化測(cè)試項(xiàng)目有：

（1） 最大速度。以最大速度驅(qū)動(dòng)電源，記錄各個(gè)整秒之間的位置差并找出最大值，這個(gè)最大值就是最大速度。

（2） 最大加速度。以最大速度驅(qū)動(dòng)電源，并記錄各個(gè)工作周期之間的位置差，這個(gè)位置差就是每個(gè)工作周期的即時(shí)速度。計(jì)算每相鄰兩個(gè)周期的速度差并找出最大值，這個(gè)最大值就是最大加速度。

（3） 收斂特性。首先在找到零點(diǎn)后，偏轉(zhuǎn)電源方位和俯仰轉(zhuǎn)入自跟蹤并記錄數(shù)據(jù)，通過(guò)記錄的數(shù)據(jù)繪制實(shí)時(shí)曲線。

（4） 過(guò)渡過(guò)程。在位置指向工作方式下做階躍響應(yīng)并記錄數(shù)據(jù)，根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)繪制曲線，通過(guò)這些數(shù)據(jù)可以計(jì)算出調(diào)整時(shí)間、超調(diào)量和電路帶寬。

（5） 跟蹤精度。做若干次自跟蹤并記錄每次跟蹤后的角度數(shù)據(jù)，根據(jù)這些統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)計(jì)算出跟蹤精度。

（6） 指向精度。首先驅(qū)動(dòng)電源到某一個(gè)點(diǎn)后設(shè)為零點(diǎn)，然后偏轉(zhuǎn)電源再指向零點(diǎn)，電源穩(wěn)定后記錄角度數(shù)據(jù)，重復(fù)此步驟若干次后計(jì)算均值和方差。

3 ?電源控制模塊的硬件構(gòu)成

在電源控制模塊設(shè)備組成上選用計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，根據(jù)不同需要可以選用不同模板的特點(diǎn)，為系統(tǒng)功能的升級(jí)與擴(kuò)展提供便利。Windows環(huán)境操作平臺(tái)使人機(jī)界面更加靈活、友好，支持多種編程語(yǔ)言和開(kāi)發(fā)工具。

電源控制模塊機(jī)箱采用臺(tái)灣產(chǎn)研華工控機(jī)箱。機(jī)箱內(nèi)安裝有CPU主板、硬盤(pán)、顯卡、A/D采集卡、D/A轉(zhuǎn)換卡、通信卡、母板等[2]。

位置環(huán)帶寬及加速度常數(shù)[Ka]能做多大直接取決于結(jié)構(gòu)諧振頻率的大小。位置環(huán)設(shè)計(jì)為典型的二階系統(tǒng)，其校正運(yùn)算在計(jì)算機(jī)內(nèi)完成。在保證跟蹤精度的前提下，盡量提高系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能。

環(huán)路帶寬主要受諧振頻率和阻尼系數(shù)的限制，其關(guān)系如下：

[fB=14～17fL]

式中：[fB]是電路帶寬；[fL]是結(jié)構(gòu)鎖定轉(zhuǎn)子諧振頻率。

位置環(huán)采用復(fù)合控制方式，以給出的速度命令作為前饋通道的命令，本系統(tǒng)設(shè)計(jì)中選定穿越頻率[ωc=1.57，]根據(jù)以下公式確定位置環(huán)的轉(zhuǎn)折頻率點(diǎn)：

[1T3=ωc2.4=1.572.4=0.65]

[1T2=2.4?ωc=2.4×1.57=3.76]

[Ka=0.91]

電源控制系統(tǒng)由于受結(jié)構(gòu)諧振頻率的限制，跟蹤回路帶寬、加速度常數(shù)都不能做得很高。根據(jù)計(jì)算結(jié)果，對(duì)于12 m口徑的電源，其結(jié)構(gòu)諧振頻率大約為1 Hz。以此為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的二階無(wú)靜差電路系統(tǒng)，其[Ka]約為1。因此為了提高跟蹤精度，減小動(dòng)態(tài)滯后，必須采用計(jì)算機(jī)輔助跟蹤，使系統(tǒng)的加速度常數(shù)和無(wú)靜差度進(jìn)一步提高。

在電源電路系統(tǒng)中減小動(dòng)態(tài)滯后、提高無(wú)靜差度的有效方法為目標(biāo)速度前饋。目標(biāo)速度前饋就是把目標(biāo)的速度通過(guò)一個(gè)網(wǎng)絡(luò)正饋到速度回路輸入端[3]。因此，利用站控計(jì)算機(jī)將位置引導(dǎo)數(shù)據(jù)按照一定的時(shí)間間隔進(jìn)行處理，產(chǎn)生目標(biāo)位置的微分，作為一個(gè)輔助跟蹤信號(hào)，正饋到速度回路輸入端，其原理圖如圖3所示。

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圖3 復(fù)合控制原理圖

4 ?軸角編碼與時(shí)碼模塊

任務(wù)書(shū)要求軸角編碼模塊實(shí)時(shí)同步編碼，以20 Hz的速率串行傳送電源方位、俯仰、第三軸軸角編碼數(shù)據(jù)，并需同時(shí)具備B碼時(shí)頻終端功能：外時(shí)統(tǒng)工作方式下需解調(diào)IRIG?B（DC）碼信號(hào)，產(chǎn)生時(shí)間信息和本分系統(tǒng)所需的與B碼參考碼元前沿嚴(yán)格同步的各路同步信號(hào)；內(nèi)時(shí)統(tǒng)工作方式下自行產(chǎn)生本分系統(tǒng)所需的各路同步信號(hào)[4]。充分考慮任務(wù)要求后，將二者一體化設(shè)計(jì)為基于AVR單片機(jī)的以“MCU+CPLD”為主體的系統(tǒng)。

工程選用了AVR單片機(jī)作為系統(tǒng)MCU，AVR單片機(jī)是Atmel公司推出的全新配置的精簡(jiǎn)指令集（Reduced Instruction Set CPU）單片機(jī)。Atmel在設(shè)計(jì)AVR系列單片機(jī)時(shí)吸取PIC及8051單片機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，并作了重大改進(jìn)。endprint

5 ?系統(tǒng)工作原理

為了確保軸角編碼數(shù)據(jù)及解調(diào)數(shù)據(jù)的正確無(wú)誤，設(shè)計(jì)時(shí)采用了雙MCU方案，并實(shí)現(xiàn)了時(shí)頻終端兩種工作方式的自動(dòng)轉(zhuǎn)換，在無(wú)外輸入的狀態(tài)下自動(dòng)轉(zhuǎn)入內(nèi)時(shí)統(tǒng)工作方式，有外輸入時(shí)自動(dòng)轉(zhuǎn)入外時(shí)統(tǒng)工作方式，無(wú)需人工干預(yù)[5]。

接收外部20 Hz同步信號(hào)作為軸角編碼數(shù)據(jù)管理MCU外部中斷源，在中斷服務(wù)程序中完成角度數(shù)據(jù)的采集、編碼及串行輸出；另一片MCU對(duì)IRIG?B（DC）碼時(shí)間信息進(jìn)行軟件解碼，實(shí)現(xiàn)兩種工作方式的自動(dòng)轉(zhuǎn)換功能，同時(shí)管理與外部設(shè)備的串行通信（20 Hz）和顯示控制，而IRIG?B（DC）碼秒同步信號(hào)的提取及各同步信號(hào)的產(chǎn)生由一片CPLD完成。此外，兩片MCU之間由串行通信進(jìn)行信息的傳遞。

軸角編碼數(shù)據(jù)管理MCU實(shí)時(shí)將角度數(shù)據(jù)送解調(diào)MCU（20 Hz），由解調(diào)MCU將編碼角度數(shù)據(jù)每幀數(shù)據(jù)加時(shí)標(biāo)輸出（20 Hz）[6]，即送上位機(jī)的每幀數(shù)據(jù)中既包含當(dāng)前方位、俯仰角信息，又包含當(dāng)前時(shí)間信息，有效避免了上位機(jī)由于接收數(shù)據(jù)漏幀或同步信號(hào)受干擾而引起的角度數(shù)據(jù)與時(shí)間信息不匹配的問(wèn)題，為數(shù)據(jù)處理時(shí)測(cè)角數(shù)據(jù)的正確性提供了很好的保證。同時(shí)，軸角編碼數(shù)據(jù)管理MCU還與上位機(jī)進(jìn)行通信，可以對(duì)編碼角度方便地進(jìn)行零值標(biāo)定：MCU接收上位機(jī)傳送的零值標(biāo)定角度寫(xiě)入內(nèi)置E2PROM，將編碼角度加上E2PROM中的零值標(biāo)定角度即可。

觸摸顯示屏在驅(qū)動(dòng)機(jī)柜門(mén)板上鑲嵌使用，設(shè)計(jì)中選用了PWS6600C?S觸摸屏作為顯示操作元件，其界面美觀，可操作性好[7]。多界面切換功能，可方便地實(shí)現(xiàn)零位調(diào)整、匹配值更改、內(nèi)時(shí)統(tǒng)時(shí)間調(diào)整以及粗精碼的顯示功能。ADP6軟件強(qiáng)大的巨集指令應(yīng)用方式，使人機(jī)得以經(jīng)由內(nèi)部巨集指令（Macro Function）功能執(zhí)行數(shù)值運(yùn)算、邏輯判斷、流程控制、數(shù)值通信、數(shù)值轉(zhuǎn)換、計(jì)時(shí)器、計(jì)數(shù)器、自定通信指令操作等[8]。

6 ?電源控制模塊軟件設(shè)計(jì)思想

軟件是電源控制模塊不可缺少的組成部分。從某種意義上講，它是電源控制模塊中最重要的組成部分。軟件的質(zhì)量是電源控制模塊研制是否成功的關(guān)鍵。因此，在電源控制模塊的研制設(shè)計(jì)中，按照《軍用軟件開(kāi)發(fā)規(guī)范》GJB2786?96的標(biāo)準(zhǔn)[9]開(kāi)展軟件設(shè)計(jì)工作，對(duì)軟件的開(kāi)發(fā)要做到思想重視、嚴(yán)格要求，堅(jiān)持軟件工程化開(kāi)發(fā)與管理，確保軟件開(kāi)發(fā)質(zhì)量。

7 ?結(jié) ?語(yǔ)

電源控制模塊的設(shè)計(jì)將嚴(yán)格按照工程的要求，認(rèn)真做好用戶的需求分析、概要設(shè)計(jì)和詳細(xì)設(shè)計(jì)，制定完整的計(jì)劃和標(biāo)準(zhǔn)，確保所開(kāi)發(fā)的電源控制模塊滿足各項(xiàng)技術(shù)要求，并在此基礎(chǔ)上完成電源控制模塊的調(diào)試、測(cè)試、驗(yàn)收等。

電源控制模塊的主要任務(wù)是指揮協(xié)調(diào)硬件設(shè)備完成相應(yīng)的功能。宏觀上講，電源控制模塊的功能主要有電源控制功能、設(shè)備監(jiān)控功能、信息顯示功能、網(wǎng)絡(luò)通信功能、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能等。

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5 ?系統(tǒng)工作原理

為了確保軸角編碼數(shù)據(jù)及解調(diào)數(shù)據(jù)的正確無(wú)誤，設(shè)計(jì)時(shí)采用了雙MCU方案，并實(shí)現(xiàn)了時(shí)頻終端兩種工作方式的自動(dòng)轉(zhuǎn)換，在無(wú)外輸入的狀態(tài)下自動(dòng)轉(zhuǎn)入內(nèi)時(shí)統(tǒng)工作方式，有外輸入時(shí)自動(dòng)轉(zhuǎn)入外時(shí)統(tǒng)工作方式，無(wú)需人工干預(yù)[5]。

接收外部20 Hz同步信號(hào)作為軸角編碼數(shù)據(jù)管理MCU外部中斷源，在中斷服務(wù)程序中完成角度數(shù)據(jù)的采集、編碼及串行輸出；另一片MCU對(duì)IRIG?B（DC）碼時(shí)間信息進(jìn)行軟件解碼，實(shí)現(xiàn)兩種工作方式的自動(dòng)轉(zhuǎn)換功能，同時(shí)管理與外部設(shè)備的串行通信（20 Hz）和顯示控制，而IRIG?B（DC）碼秒同步信號(hào)的提取及各同步信號(hào)的產(chǎn)生由一片CPLD完成。此外，兩片MCU之間由串行通信進(jìn)行信息的傳遞。

軸角編碼數(shù)據(jù)管理MCU實(shí)時(shí)將角度數(shù)據(jù)送解調(diào)MCU（20 Hz），由解調(diào)MCU將編碼角度數(shù)據(jù)每幀數(shù)據(jù)加時(shí)標(biāo)輸出（20 Hz）[6]，即送上位機(jī)的每幀數(shù)據(jù)中既包含當(dāng)前方位、俯仰角信息，又包含當(dāng)前時(shí)間信息，有效避免了上位機(jī)由于接收數(shù)據(jù)漏幀或同步信號(hào)受干擾而引起的角度數(shù)據(jù)與時(shí)間信息不匹配的問(wèn)題，為數(shù)據(jù)處理時(shí)測(cè)角數(shù)據(jù)的正確性提供了很好的保證。同時(shí)，軸角編碼數(shù)據(jù)管理MCU還與上位機(jī)進(jìn)行通信，可以對(duì)編碼角度方便地進(jìn)行零值標(biāo)定：MCU接收上位機(jī)傳送的零值標(biāo)定角度寫(xiě)入內(nèi)置E2PROM，將編碼角度加上E2PROM中的零值標(biāo)定角度即可。

觸摸顯示屏在驅(qū)動(dòng)機(jī)柜門(mén)板上鑲嵌使用，設(shè)計(jì)中選用了PWS6600C?S觸摸屏作為顯示操作元件，其界面美觀，可操作性好[7]。多界面切換功能，可方便地實(shí)現(xiàn)零位調(diào)整、匹配值更改、內(nèi)時(shí)統(tǒng)時(shí)間調(diào)整以及粗精碼的顯示功能。ADP6軟件強(qiáng)大的巨集指令應(yīng)用方式，使人機(jī)得以經(jīng)由內(nèi)部巨集指令（Macro Function）功能執(zhí)行數(shù)值運(yùn)算、邏輯判斷、流程控制、數(shù)值通信、數(shù)值轉(zhuǎn)換、計(jì)時(shí)器、計(jì)數(shù)器、自定通信指令操作等[8]。

6 ?電源控制模塊軟件設(shè)計(jì)思想

軟件是電源控制模塊不可缺少的組成部分。從某種意義上講，它是電源控制模塊中最重要的組成部分。軟件的質(zhì)量是電源控制模塊研制是否成功的關(guān)鍵。因此，在電源控制模塊的研制設(shè)計(jì)中，按照《軍用軟件開(kāi)發(fā)規(guī)范》GJB2786?96的標(biāo)準(zhǔn)[9]開(kāi)展軟件設(shè)計(jì)工作，對(duì)軟件的開(kāi)發(fā)要做到思想重視、嚴(yán)格要求，堅(jiān)持軟件工程化開(kāi)發(fā)與管理，確保軟件開(kāi)發(fā)質(zhì)量。

7 ?結(jié) ?語(yǔ)

電源控制模塊的設(shè)計(jì)將嚴(yán)格按照工程的要求，認(rèn)真做好用戶的需求分析、概要設(shè)計(jì)和詳細(xì)設(shè)計(jì)，制定完整的計(jì)劃和標(biāo)準(zhǔn)，確保所開(kāi)發(fā)的電源控制模塊滿足各項(xiàng)技術(shù)要求，并在此基礎(chǔ)上完成電源控制模塊的調(diào)試、測(cè)試、驗(yàn)收等。

電源控制模塊的主要任務(wù)是指揮協(xié)調(diào)硬件設(shè)備完成相應(yīng)的功能。宏觀上講，電源控制模塊的功能主要有電源控制功能、設(shè)備監(jiān)控功能、信息顯示功能、網(wǎng)絡(luò)通信功能、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能等。

參考文獻(xiàn)

[1] 俞海珍，馮浩.電磁兼容技術(shù)及其在PCB設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].電子機(jī)械工程，2004（4）：80?82.

[2] 劉潔.多模式開(kāi)關(guān)電源控制器設(shè)計(jì)[D].西安：西安科技大學(xué)，2013.

[3] 劉明雨.多級(jí)電壓電流混合補(bǔ)償?shù)母欕娫囱芯縖D].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)，2012.

[4] 焦喜香，敬嵐，喬為民，等.基于CPLD和ATMEGAL128的數(shù)字電源系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].核電子學(xué)與探測(cè)技術(shù)，2010（1）：71?74.

[5] 邵聯(lián)合，黃桂梅.直流開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)[J].輕工科技，2014（3）：42?43.

[6] 黃新燕.關(guān)于通信電源維護(hù)與管理的探討[J].電源技術(shù)應(yīng)用，2013（10）：86?88.

[7] 王潔云，秦彬.DC/DC直流電源系統(tǒng)在通信電源系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].電源技術(shù)應(yīng)用，2013（10）：56?58.

[8] 王勇，付鳳平，安琪.解析EPS電源原理及實(shí)際應(yīng)用[J].電源技術(shù)應(yīng)用，2013（10）：35?37.

[9] 鄭英蘭，李兵.低電壓大電流開(kāi)關(guān)電源的設(shè)計(jì)[J].儀表技術(shù)與傳感器，2010（9）：63?64.endprint

5 ?系統(tǒng)工作原理

為了確保軸角編碼數(shù)據(jù)及解調(diào)數(shù)據(jù)的正確無(wú)誤，設(shè)計(jì)時(shí)采用了雙MCU方案，并實(shí)現(xiàn)了時(shí)頻終端兩種工作方式的自動(dòng)轉(zhuǎn)換，在無(wú)外輸入的狀態(tài)下自動(dòng)轉(zhuǎn)入內(nèi)時(shí)統(tǒng)工作方式，有外輸入時(shí)自動(dòng)轉(zhuǎn)入外時(shí)統(tǒng)工作方式，無(wú)需人工干預(yù)[5]。

接收外部20 Hz同步信號(hào)作為軸角編碼數(shù)據(jù)管理MCU外部中斷源，在中斷服務(wù)程序中完成角度數(shù)據(jù)的采集、編碼及串行輸出；另一片MCU對(duì)IRIG?B（DC）碼時(shí)間信息進(jìn)行軟件解碼，實(shí)現(xiàn)兩種工作方式的自動(dòng)轉(zhuǎn)換功能，同時(shí)管理與外部設(shè)備的串行通信（20 Hz）和顯示控制，而IRIG?B（DC）碼秒同步信號(hào)的提取及各同步信號(hào)的產(chǎn)生由一片CPLD完成。此外，兩片MCU之間由串行通信進(jìn)行信息的傳遞。

軸角編碼數(shù)據(jù)管理MCU實(shí)時(shí)將角度數(shù)據(jù)送解調(diào)MCU（20 Hz），由解調(diào)MCU將編碼角度數(shù)據(jù)每幀數(shù)據(jù)加時(shí)標(biāo)輸出（20 Hz）[6]，即送上位機(jī)的每幀數(shù)據(jù)中既包含當(dāng)前方位、俯仰角信息，又包含當(dāng)前時(shí)間信息，有效避免了上位機(jī)由于接收數(shù)據(jù)漏幀或同步信號(hào)受干擾而引起的角度數(shù)據(jù)與時(shí)間信息不匹配的問(wèn)題，為數(shù)據(jù)處理時(shí)測(cè)角數(shù)據(jù)的正確性提供了很好的保證。同時(shí)，軸角編碼數(shù)據(jù)管理MCU還與上位機(jī)進(jìn)行通信，可以對(duì)編碼角度方便地進(jìn)行零值標(biāo)定：MCU接收上位機(jī)傳送的零值標(biāo)定角度寫(xiě)入內(nèi)置E2PROM，將編碼角度加上E2PROM中的零值標(biāo)定角度即可。

觸摸顯示屏在驅(qū)動(dòng)機(jī)柜門(mén)板上鑲嵌使用，設(shè)計(jì)中選用了PWS6600C?S觸摸屏作為顯示操作元件，其界面美觀，可操作性好[7]。多界面切換功能，可方便地實(shí)現(xiàn)零位調(diào)整、匹配值更改、內(nèi)時(shí)統(tǒng)時(shí)間調(diào)整以及粗精碼的顯示功能。ADP6軟件強(qiáng)大的巨集指令應(yīng)用方式，使人機(jī)得以經(jīng)由內(nèi)部巨集指令（Macro Function）功能執(zhí)行數(shù)值運(yùn)算、邏輯判斷、流程控制、數(shù)值通信、數(shù)值轉(zhuǎn)換、計(jì)時(shí)器、計(jì)數(shù)器、自定通信指令操作等[8]。

6 ?電源控制模塊軟件設(shè)計(jì)思想

軟件是電源控制模塊不可缺少的組成部分。從某種意義上講，它是電源控制模塊中最重要的組成部分。軟件的質(zhì)量是電源控制模塊研制是否成功的關(guān)鍵。因此，在電源控制模塊的研制設(shè)計(jì)中，按照《軍用軟件開(kāi)發(fā)規(guī)范》GJB2786?96的標(biāo)準(zhǔn)[9]開(kāi)展軟件設(shè)計(jì)工作，對(duì)軟件的開(kāi)發(fā)要做到思想重視、嚴(yán)格要求，堅(jiān)持軟件工程化開(kāi)發(fā)與管理，確保軟件開(kāi)發(fā)質(zhì)量。

7 ?結(jié) ?語(yǔ)

電源控制模塊的設(shè)計(jì)將嚴(yán)格按照工程的要求，認(rèn)真做好用戶的需求分析、概要設(shè)計(jì)和詳細(xì)設(shè)計(jì)，制定完整的計(jì)劃和標(biāo)準(zhǔn)，確保所開(kāi)發(fā)的電源控制模塊滿足各項(xiàng)技術(shù)要求，并在此基礎(chǔ)上完成電源控制模塊的調(diào)試、測(cè)試、驗(yàn)收等。

電源控制模塊的主要任務(wù)是指揮協(xié)調(diào)硬件設(shè)備完成相應(yīng)的功能。宏觀上講，電源控制模塊的功能主要有電源控制功能、設(shè)備監(jiān)控功能、信息顯示功能、網(wǎng)絡(luò)通信功能、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能等。

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[2] 劉潔.多模式開(kāi)關(guān)電源控制器設(shè)計(jì)[D].西安：西安科技大學(xué)，2013.

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[4] 焦喜香，敬嵐，喬為民，等.基于CPLD和ATMEGAL128的數(shù)字電源系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].核電子學(xué)與探測(cè)技術(shù)，2010（1）：71?74.

[5] 邵聯(lián)合，黃桂梅.直流開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)[J].輕工科技，2014（3）：42?43.

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[8] 王勇，付鳳平，安琪.解析EPS電源原理及實(shí)際應(yīng)用[J].電源技術(shù)應(yīng)用，2013（10）：35?37.

[9] 鄭英蘭，李兵.低電壓大電流開(kāi)關(guān)電源的設(shè)計(jì)[J].儀表技術(shù)與傳感器，2010（9）：63?64.endprint