小型舰船航海仪器数据采集装置的设计与实现.pdf

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1、船电技术l应用研究V01．35No．52015．5小型舰船航海仪器数据采集装置的设计与实现高杨，王则胜(镇江船艇学院，江苏镇江212003)摘要：提出了一种以C8051F340单片机作为核心器件的航海仪器信息采集装置，该装置利用了C805lF340单片机自身具有的USB接口、UART0、UART1的输入输出接口，以最小的硬件开销，实现了对部分航海仪器数据的采集、实时处理数据及显示的功能。具有电路简单、精度高、功耗低、抗干扰能力强、通用性强的特点。关键词：C8051F340单片机数据采集中图分类号：TP274文献标识码：A文章编号：1003—4862(2015)0

2、5．0056．03DesignandRealizationofDataAcquisitionDeviceofNavigationInstrumentInformationUsedinMediumandSmallSizedShipGaoYang，WangZesheng(ZhenjiangWatercraftCollege，Zhenjiang212003，Jiangsu，China)Abstract：articleintroducesanacquisitiondevicefornavigationinstrumentinformation．whosecoreisC8

3、051F340MCU．ThedeviceutilizestheUSBinterface，UARTO,UART1input／outpUtinterfaceoftheC8051F340MCUwithminimalhardwareexpenses，canrealizecollectingdataofnavig’ationinstrumentsaswellasprocessinganddisplayingthedatainreal—timeatthelowesthardwarecosLandhasmeritssuchassimplehardware，higherprec

4、isionandlowerpower,theabilityofstronganti—interferenceandgoodextensibility．Keywords：C8051F340MCU：dataacquisition0引言究内容就是设计一个导航仪器的信息采集及转发装置，将比较分散的各相关的航海数据以电子显随着计算机、电子技术的发展，越来越多的示的方式显示在带上位机的导航仪器上，以便船数字化的航海仪器被应用到舰船上来，如GPS导长综合分析航行数据，为船长做出情况处置提供航仪、北斗导航仪、罗兰C、数字气象仪、测深数据依据。仪、加装磁航向传感器的磁罗经等，这些

5、航海仪器各司其职为舰船安全航行提供了重要保证，对1装置硬件设计于部分小型舰船这些仪器只能获取舰船当前航行装置主要由单片机控制电路、液晶驱动及显过程中的相关数据，并不能传递、处理、利用彼示电路、光电隔离及电平转换电路、键盘电路、此的信息，由于这些仪器安装位置比较分散，航CAN总线控制电路、旋转编码器等组成如图1所行数据需要人]二单独采集整理，比较费时费力，示。装置的控制核心选用了C8051F340单片机，不利于船长在紧急情况下做出情况处置，尤其在该单片机具有高可靠性、高性能和强干扰能力，战时，对于赢得战场战机比较被动。本论文的研性价比高的优点]。装置的主要完成以下

6、任务：利用单片机自带的串口采集标准的IEC．61162．1收稿日期：2014—1109异步串行信号如磁罗经的航向信息、北斗导航仪作者简介：高杨(1987一)，男，讲师。研究方向：航海的位置信息、测深仪的水深信息等，利用可编程技术。计数器／定时器阵列(PCA)采集编码器的角度信56船电技术}应用研究、，o1．35No．52015．5接收缓冲区、能通过验收屏蔽码寄存器和验收码数寄存器对标准帧或扩展帧进行单向／双向接收滤据自键数数数初——盘一J、据—据．J、据—波；对CAN总线上的每一个错误可进行错误中始—检—扫—采显转化描集不发断；可通过检测具体位来仲裁丢失中断等特

7、性。通过与RX、TX连接的电路采用的是PCA82C250。它是SJA1000控制器与物理总线之4软件框图间的接口，可以提供对总线的差动发送能力和对整个系统软件由主程序和子程序组成。主程CAN控制器的差动接收能力，具有很强的抗干扰序进行数据初始化设置，在系统通电后先进行系能力【5jo统白检。子程序包括设置液晶显示、键盘扫描、串口通信、PCA采集、CAN总线通信。键盘扫2装置软件设计描采用中断方式，用扫描法识别被按下键来选择本装置的软件框图如图4所示。主要用于系航海仪器数据源，采用串口中断形式来查询各航统自检、键盘扫描、数据采集、数据显示、数据海仪器是否发送数据过来

8、，采用可编程计数器转发功