基于C語(yǔ)言的導航控制盒設計

摘要：目前在導航接收系統中，通常需要控制盒來(lái)完成對機載設備的加電、工作頻率或波道的轉換、系統音量、顯示亮度等功能的操作與控制。文中介紹某導航控制盒的應用范圍、工作原理及電路實(shí)現，主要從頻率控制、關(guān)鍵器件HCMS2924點(diǎn)陣模塊的使用方法等方面進(jìn)行了詳細的論述。
關(guān)鍵詞：BCD碼；頻率控制；ARINC 429總線(xiàn)；看門(mén)狗；E2PROM；LED點(diǎn)陣顯示

導航就是引導一個(gè)運動(dòng)體從一點(diǎn)到達另一點(diǎn)的全過(guò)程。飛機導航的目的在于保證其從開(kāi)始起飛到著(zhù)陸全過(guò)程安全、有效、經(jīng)濟的飛行。導航控制盒是機載導航設備的操作控制機構。本項目是基于ARINC 429總線(xiàn)數據格式的導航接收機的控制機構，ARINC429串行總線(xiàn)具有傳輸速率高，抗干擾能力強的特點(diǎn)，符合航空數字信息傳輸系統的要求。
該系統將導航接收機的所需的頻率以ARINC 429總線(xiàn)數據格式輸出，其中信號格式為BCD編碼格式，頻率范圍是108．00～117．95 MHz，頻率間隔50 kHz，通過(guò)它可以實(shí)現對設備的加電控制、可手動(dòng)控制頻率或工作波道的轉換、可完成系統音量調節、顯示亮度的調節并顯示當前頻率，根據系統的控制要求，實(shí)現兩個(gè)分系統間控制盒的轉換與數據交換功能。

1 實(shí)現過(guò)程
1．1 控制盒的電路實(shí)現
控制盒通過(guò)“按鈕”對頻率進(jìn)行選擇，單片機在主程序中對按鈕的開(kāi)關(guān)狀態(tài)進(jìn)行掃描，根據掃描到的情況實(shí)現相應的頻率控制。在控制盒中應用了一個(gè)可編程看門(mén)狗E2PROM，防止萬(wàn)一因強烈干擾而使CPU程序運行出錯時(shí)，它能在可編程的超時(shí)周期(200 ms)內使CPU復位，回到正常的程序狀態(tài)。單片機還可以讀取存貯于看門(mén)狗電路的頻率，使控制盒能記憶上次關(guān)機的工作狀態(tài)。顯示窗口的亮度可以調節。頻率顯示采用了5×7點(diǎn)陣模塊來(lái)顯示。單片機將頻率代碼轉換成BCD碼格式，通過(guò)ARINC429數據的格式，送到導航接收機。
原理框圖如圖1。

1．2 信號BCD碼在A(yíng)RINC 429中的位置及格式

在發(fā)送ARINC 429數據時(shí)，首先把頻率數據轉換成BCD碼的格式，再進(jìn)行相應的判斷和計算后保存到發(fā)送ARINC 429數據的數組里，最后循環(huán)發(fā)送出去。相反，在接收ARINC 429數據后，先保存在接收ARINC 429的數組里，然后進(jìn)行計算判斷，如接收的數據正確，再把信號數據提取出來(lái)，進(jìn)行相應的處理和顯示。
1．3 頻率的控制
控制盒剛開(kāi)機時(shí)，記憶并顯示上次斷電時(shí)的頻率，此功能通過(guò)讀寫(xiě)看門(mén)狗來(lái)實(shí)現。X25045是有4 kB的串行E2PROM，由一個(gè)用四線(xiàn)構成的SPI總線(xiàn)方式進(jìn)行操作，其擦寫(xiě)周期至少有l 000 000次，其特有的看門(mén)狗功能具有總線(xiàn)監控和電壓監控功能，具有良好的性能價(jià)格比。
頻率選擇采用按鈕輸入法，按MHz／kHz選擇按鈕，選擇M位或k位，被選擇位處于閃爍狀態(tài)，再按“↑”或“↓”按鈕，相應位的數據進(jìn)行增減。當數據達到最大值時(shí)，再按“↑”按鈕，顯示頻率回到最小值。同樣，當數據達到最小值時(shí)，再按“↓”按鈕，顯示頻率回到最大值。M位時(shí)數據步進(jìn)量為1 MHz，k位時(shí)數據步進(jìn)量為50 kHz。在以上操作過(guò)程中，控制盒不發(fā)送ARINC429數據(即默認上一狀態(tài))，若5 s內沒(méi)有按以上提到的任何按鈕，控制盒開(kāi)始發(fā)送現在顯示的頻率的ARINC429數據。