某機載設備頻率顯示系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)

楊江++錢偉++王海斌

摘要：本文針對不含顯示控制等組件的機載無線電設備測試維修困難的特點，設計了通用航空飛機電子設備頻率顯示組件，通過分析電子設備工作頻率編碼解碼方式，利用單片機完成了相應的頻率解碼及顯示。該設計具有實用性好，移植性好的特點，可以用于包括霍尼韋爾旗下通用航空飛機甚高頻通信收發(fā)機，甚高頻導航收發(fā)機，DME測距機等機載設備的測試維修，同時為其它類型測試設備的開發(fā)提供借鑒。

關鍵詞：顯示 設計 解碼

中圖分類號：TP274.4 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2014）08-0169-02

1 引言

機載電子設備由于駕駛艙資源有限被相對集中在電子設備艙，設備的狀態(tài)監(jiān)控及測量信號通過交聯(lián)方式輸出到飛行顯示器及相應的儀表，電子設備本身類似于黑匣子，無控制、顯示、輸出組件[1]。電子設備發(fā)生故障后通常只送修設備本體，缺乏匹配的組件是維修單位進行性能測試及維修首要解決的難題。通常維修單位會針對每種型號的機載電子設備的功能及接口信號定義開發(fā)測試設備，以滿足性能測試及維修的需要。無線電信號工作頻率正常顯示無線電設備工作及頻率控制的基礎，本文針對通用航空飛機常用的編碼方式進行了頻率顯示組件開發(fā)，對機載電子設備頻率編碼方式及解碼進行了分析，以Honeywell公司的KN53導航接收機為例，設計了其頻率顯示組件，開發(fā)出的頻率顯示組件具有較好的實用性及可移植性，能夠滿足霍尼韋爾公司旗下甚高頻通信收發(fā)機，甚高頻導航收發(fā)機，DME測距機等機載設備的測試維修需求。

2 機載設備頻率編碼及解碼方式介紹

分析內部電路結構得出：在單機測試時，設備輸出11位編碼信號的高低電平，在外加12VDC電源的共同作用下，改變發(fā)光二極管的工作狀態(tài)，以此來表示對應頻率值[2]。

3 設計方案

根據(jù)測試需要求設計出框圖如圖1。系統(tǒng)由直流電源輸入28V通過排線連接到DC-DC降壓模塊，輸出5V電源為系統(tǒng)供電。5V電源再給單片機系統(tǒng)供電，提供系統(tǒng)的工作電源。單片機系統(tǒng)板連接1602液晶屏。11組控制燈的IO口由于其內部設計原因，需要對輸入線進行5V上拉（由內部電路連接分析得出，此處略）來實現(xiàn)單片機的數(shù)據(jù)采集。采集到的IO狀態(tài)通過譯碼表譯碼后翻譯成確定的頻率再顯示到1602液晶屏上，從而實現(xiàn)系統(tǒng)解碼功能。

4 頻率組件設計

4.1 軟件設計

通過分析工作條件與設計需求，設計出軟件流程圖如圖2。

4.2 硬件設計

外置上拉板的功能是對單片機的IO口進行上拉處理，配合設備自身的LED控制電路來實現(xiàn)對其狀態(tài)的正確采樣。設計電路圖如圖3。

4.3 頻率編碼分析

根據(jù)電路原理圖，外部11組LED由12V電源供電，通過11個LED燈的狀態(tài)來表示頻率對應關系，LED一端連接電源，另外一端連接檢測輸出口。當內部為三態(tài)時，端口電平為輸入電壓12V，LED滅，狀態(tài)為0；當內部為開路時，端口電平為輸入電壓0V，LED亮，狀態(tài)為1。頻率從108.00MHz到117.95MHz。解碼顯示MA-ME位為MHz狀態(tài)，KA-KE位為KHz狀態(tài)以及50KHz的狀態(tài)來判斷具體頻率值，50KHz狀態(tài)如為有效則顯示數(shù)據(jù)加50KHz。由于增加了外置上拉板，改變了電路結構，所以當LED在亮的即1的時候，電路單片機測試的狀態(tài)為0。在LED滅即0的時候，電路單片機測試的狀態(tài)為1。再對電路重新連接后的編碼方式是對原來的所有的LED狀態(tài)位取反得到新的IO狀態(tài)，新的I/O狀態(tài)則對應原理取反前電路的值[3]。

編碼表如表1，軟件通過對表1進行解碼即可得到正確的頻率值。

4.4 IO對應關系

IO和LED的對應關系定義見表2，通過賦值和解碼來實現(xiàn)對LED狀態(tài)的解碼。

5 測試結論

經過對200組導航頻率進行測試，顯示的頻率值與輸入的頻率值完全對應，設備滿足測試需求。

參考文獻

[1]馬銀才，張興媛.航空電子設備出版社[M].清華大學出版社，2012.

[2]KN 53 VHF Navigation Receiver Maintenance Manual，Honeywell International Inc， Revised 14 Feb 2012.

[3]樊尚春，等.航空測試系統(tǒng)[M].北京航空航天大學出版社，2005.endprint

摘要：本文針對不含顯示控制等組件的機載無線電設備測試維修困難的特點，設計了通用航空飛機電子設備頻率顯示組件，通過分析電子設備工作頻率編碼解碼方式，利用單片機完成了相應的頻率解碼及顯示。該設計具有實用性好，移植性好的特點，可以用于包括霍尼韋爾旗下通用航空飛機甚高頻通信收發(fā)機，甚高頻導航收發(fā)機，DME測距機等機載設備的測試維修，同時為其它類型測試設備的開發(fā)提供借鑒。

關鍵詞：顯示 設計 解碼

中圖分類號：TP274.4 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2014）08-0169-02

1 引言

機載電子設備由于駕駛艙資源有限被相對集中在電子設備艙，設備的狀態(tài)監(jiān)控及測量信號通過交聯(lián)方式輸出到飛行顯示器及相應的儀表，電子設備本身類似于黑匣子，無控制、顯示、輸出組件[1]。電子設備發(fā)生故障后通常只送修設備本體，缺乏匹配的組件是維修單位進行性能測試及維修首要解決的難題。通常維修單位會針對每種型號的機載電子設備的功能及接口信號定義開發(fā)測試設備，以滿足性能測試及維修的需要。無線電信號工作頻率正常顯示無線電設備工作及頻率控制的基礎，本文針對通用航空飛機常用的編碼方式進行了頻率顯示組件開發(fā)，對機載電子設備頻率編碼方式及解碼進行了分析，以Honeywell公司的KN53導航接收機為例，設計了其頻率顯示組件，開發(fā)出的頻率顯示組件具有較好的實用性及可移植性，能夠滿足霍尼韋爾公司旗下甚高頻通信收發(fā)機，甚高頻導航收發(fā)機，DME測距機等機載設備的測試維修需求。

2 機載設備頻率編碼及解碼方式介紹

分析內部電路結構得出：在單機測試時，設備輸出11位編碼信號的高低電平，在外加12VDC電源的共同作用下，改變發(fā)光二極管的工作狀態(tài)，以此來表示對應頻率值[2]。

3 設計方案

根據(jù)測試需要求設計出框圖如圖1。系統(tǒng)由直流電源輸入28V通過排線連接到DC-DC降壓模塊，輸出5V電源為系統(tǒng)供電。5V電源再給單片機系統(tǒng)供電，提供系統(tǒng)的工作電源。單片機系統(tǒng)板連接1602液晶屏。11組控制燈的IO口由于其內部設計原因，需要對輸入線進行5V上拉（由內部電路連接分析得出，此處略）來實現(xiàn)單片機的數(shù)據(jù)采集。采集到的IO狀態(tài)通過譯碼表譯碼后翻譯成確定的頻率再顯示到1602液晶屏上，從而實現(xiàn)系統(tǒng)解碼功能。

4 頻率組件設計

4.1 軟件設計

通過分析工作條件與設計需求，設計出軟件流程圖如圖2。

4.2 硬件設計

外置上拉板的功能是對單片機的IO口進行上拉處理，配合設備自身的LED控制電路來實現(xiàn)對其狀態(tài)的正確采樣。設計電路圖如圖3。

4.3 頻率編碼分析

根據(jù)電路原理圖，外部11組LED由12V電源供電，通過11個LED燈的狀態(tài)來表示頻率對應關系，LED一端連接電源，另外一端連接檢測輸出口。當內部為三態(tài)時，端口電平為輸入電壓12V，LED滅，狀態(tài)為0；當內部為開路時，端口電平為輸入電壓0V，LED亮，狀態(tài)為1。頻率從108.00MHz到117.95MHz。解碼顯示MA-ME位為MHz狀態(tài)，KA-KE位為KHz狀態(tài)以及50KHz的狀態(tài)來判斷具體頻率值，50KHz狀態(tài)如為有效則顯示數(shù)據(jù)加50KHz。由于增加了外置上拉板，改變了電路結構，所以當LED在亮的即1的時候，電路單片機測試的狀態(tài)為0。在LED滅即0的時候，電路單片機測試的狀態(tài)為1。再對電路重新連接后的編碼方式是對原來的所有的LED狀態(tài)位取反得到新的IO狀態(tài)，新的I/O狀態(tài)則對應原理取反前電路的值[3]。

編碼表如表1，軟件通過對表1進行解碼即可得到正確的頻率值。

4.4 IO對應關系

IO和LED的對應關系定義見表2，通過賦值和解碼來實現(xiàn)對LED狀態(tài)的解碼。

5 測試結論

經過對200組導航頻率進行測試，顯示的頻率值與輸入的頻率值完全對應，設備滿足測試需求。

參考文獻

[1]馬銀才，張興媛.航空電子設備出版社[M].清華大學出版社，2012.

[2]KN 53 VHF Navigation Receiver Maintenance Manual，Honeywell International Inc， Revised 14 Feb 2012.

[3]樊尚春，等.航空測試系統(tǒng)[M].北京航空航天大學出版社，2005.endprint

摘要：本文針對不含顯示控制等組件的機載無線電設備測試維修困難的特點，設計了通用航空飛機電子設備頻率顯示組件，通過分析電子設備工作頻率編碼解碼方式，利用單片機完成了相應的頻率解碼及顯示。該設計具有實用性好，移植性好的特點，可以用于包括霍尼韋爾旗下通用航空飛機甚高頻通信收發(fā)機，甚高頻導航收發(fā)機，DME測距機等機載設備的測試維修，同時為其它類型測試設備的開發(fā)提供借鑒。

關鍵詞：顯示 設計 解碼

中圖分類號：TP274.4 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2014）08-0169-02

1 引言

機載電子設備由于駕駛艙資源有限被相對集中在電子設備艙，設備的狀態(tài)監(jiān)控及測量信號通過交聯(lián)方式輸出到飛行顯示器及相應的儀表，電子設備本身類似于黑匣子，無控制、顯示、輸出組件[1]。電子設備發(fā)生故障后通常只送修設備本體，缺乏匹配的組件是維修單位進行性能測試及維修首要解決的難題。通常維修單位會針對每種型號的機載電子設備的功能及接口信號定義開發(fā)測試設備，以滿足性能測試及維修的需要。無線電信號工作頻率正常顯示無線電設備工作及頻率控制的基礎，本文針對通用航空飛機常用的編碼方式進行了頻率顯示組件開發(fā)，對機載電子設備頻率編碼方式及解碼進行了分析，以Honeywell公司的KN53導航接收機為例，設計了其頻率顯示組件，開發(fā)出的頻率顯示組件具有較好的實用性及可移植性，能夠滿足霍尼韋爾公司旗下甚高頻通信收發(fā)機，甚高頻導航收發(fā)機，DME測距機等機載設備的測試維修需求。

2 機載設備頻率編碼及解碼方式介紹

分析內部電路結構得出：在單機測試時，設備輸出11位編碼信號的高低電平，在外加12VDC電源的共同作用下，改變發(fā)光二極管的工作狀態(tài)，以此來表示對應頻率值[2]。

3 設計方案

根據(jù)測試需要求設計出框圖如圖1。系統(tǒng)由直流電源輸入28V通過排線連接到DC-DC降壓模塊，輸出5V電源為系統(tǒng)供電。5V電源再給單片機系統(tǒng)供電，提供系統(tǒng)的工作電源。單片機系統(tǒng)板連接1602液晶屏。11組控制燈的IO口由于其內部設計原因，需要對輸入線進行5V上拉（由內部電路連接分析得出，此處略）來實現(xiàn)單片機的數(shù)據(jù)采集。采集到的IO狀態(tài)通過譯碼表譯碼后翻譯成確定的頻率再顯示到1602液晶屏上，從而實現(xiàn)系統(tǒng)解碼功能。

4 頻率組件設計

4.1 軟件設計

通過分析工作條件與設計需求，設計出軟件流程圖如圖2。

4.2 硬件設計

外置上拉板的功能是對單片機的IO口進行上拉處理，配合設備自身的LED控制電路來實現(xiàn)對其狀態(tài)的正確采樣。設計電路圖如圖3。

4.3 頻率編碼分析

根據(jù)電路原理圖，外部11組LED由12V電源供電，通過11個LED燈的狀態(tài)來表示頻率對應關系，LED一端連接電源，另外一端連接檢測輸出口。當內部為三態(tài)時，端口電平為輸入電壓12V，LED滅，狀態(tài)為0；當內部為開路時，端口電平為輸入電壓0V，LED亮，狀態(tài)為1。頻率從108.00MHz到117.95MHz。解碼顯示MA-ME位為MHz狀態(tài)，KA-KE位為KHz狀態(tài)以及50KHz的狀態(tài)來判斷具體頻率值，50KHz狀態(tài)如為有效則顯示數(shù)據(jù)加50KHz。由于增加了外置上拉板，改變了電路結構，所以當LED在亮的即1的時候，電路單片機測試的狀態(tài)為0。在LED滅即0的時候，電路單片機測試的狀態(tài)為1。再對電路重新連接后的編碼方式是對原來的所有的LED狀態(tài)位取反得到新的IO狀態(tài)，新的I/O狀態(tài)則對應原理取反前電路的值[3]。

編碼表如表1，軟件通過對表1進行解碼即可得到正確的頻率值。

4.4 IO對應關系

IO和LED的對應關系定義見表2，通過賦值和解碼來實現(xiàn)對LED狀態(tài)的解碼。

5 測試結論

經過對200組導航頻率進行測試，顯示的頻率值與輸入的頻率值完全對應，設備滿足測試需求。

參考文獻

[1]馬銀才，張興媛.航空電子設備出版社[M].清華大學出版社，2012.

[2]KN 53 VHF Navigation Receiver Maintenance Manual，Honeywell International Inc， Revised 14 Feb 2012.

[3]樊尚春，等.航空測試系統(tǒng)[M].北京航空航天大學出版社，2005.endprint