數字式舵角航向複合型指示器的製作方法

2023-07-30 18:32:56

專利名稱：數字式舵角航向複合型指示器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種數字式艦船用舵角航向指示器，屬於航海設備技術領域。
背景技術：
近年來，隨著造船業的發展，航海設備製造領域亟待發展。傳統的舵角表和航向指示器 都是釆用笨重落後的交流或直流自整角機，指針式模擬顯示，讀數不直接且容易產生誤差， 而且當其它設備(如自動操舵儀等數字設備)需要接入此信號時，需要再進行數位化處理， 極不方便且精度較低，影響了系統的整體控制性能。另外由於技術的局限性，舵角和航向顯 示分別釆用兩種不同的顯示設備，費用高，安裝不便，布局不美觀。 發明內容
本實用新型針對現有技術的不足，提供一種將舵角表和航向指示器集成在一起的、讀數 直接準確的數字式舵角航向複合型指示器。
本實用新型的數字式舵角航向複合型指示器採用以下技術方案.-
數字式舵角航向複合型指示器包括舵角數據輸入接口、航向數據輸入接口、通訊模塊甲、 通訊模塊乙、單片機、顯示驅動電路、舵角點陣LED數顯模塊，舵角光柱顯示模塊，航向點 陣LED數顯模塊、調光按鍵和電源模塊，舵角數據輸入接口與通訊模塊甲相連，通訊模塊甲 連接到單片機的一個異步串行口引腳上，航向數據輸入接口與通訊模塊乙相連，通訊模塊乙 連接到單片機的另一個異步串行口引腳上，舵角光柱顯示模塊、舵角點陣LED數顯模塊和航 向點陣LED數顯模塊均通過顯示驅動電路與單片機連接，調光按鍵與單片機的一個I/O接口 相連，單片機、通訊模塊甲、通訊模塊乙、舵角光柱顯示模塊、舵角點陣LED數顯模塊和航 向點陣LED數顯模塊均與電源模塊連接。
本實用新型將舵角表和航向指示器集成在一起，實現了舵角及航向的數位化接收及兩種方 式的顯示，具有指示精度高，無任何噪音，指示直觀清晰，體積小，重量輕等優點，並且可 配帶多個指示器。設計合理、實用方便，穩定性好，並能用一個按鍵設置成六種顯示亮度， 以適應不同的光線條件。

圖1是本實用新型數字式舵角航向複合型指示器的結構原理示意框圖。 圖2是本實用新型數字式舵角航向複合型指示器的電氣原理圖。
圖中1、調光按鍵，2、舵角數據輸入接口， 3、航向數據輸入接口， 4、通訊模塊甲，5、 通訊模塊乙，6、單片機，7、顯示驅動電路，8、舵角光柱顯示模塊，9、舵角點陣LED數顯 模塊，10、航向點陣LED數顯模塊，11、電源模塊。
具體實施方式

如圖l所示，舵角數據輸入信號來自於數字式舵角發送器，數據格式需符合NMEA0183標 準，由舵角數據輸入接口2通過通訊模塊甲4與單片機6的異步串行口 "O"相連，舵角發送 器發過來的數據被單片機6接收，對數據進行處理後，通過顯示驅動電路7點亮舵角點陣LED 數顯模塊9，實現實時數字顯示，同時根據收到的舵角數據是左舵還是右舵及舵角值的大小，
點亮舵角光柱顯示模塊8的左側或右側，並點亮到相應位置。由於電羅徑的輸出信號為RS232信號，磁羅徑的輸出信號為RS485信號，為適應現場不 同性質航向傳感器，本實用新型的航向數據輸入接口 3設計有RS232和RS485兩種接口電路， 可根據航向傳感器的信號輸出類型，通過設置另一通訊模塊乙5進行靈活選擇。通訊模塊乙 5的輸出與單片機6的另一異步串行口 "1"相連，航向發送器發過來的數據被單片機6接收， 對數據進行處理後，通過顯示驅動電路7點亮航向點陣LED數顯模塊10，實現實時數字顯示。
調光按鍵1與單片機6的一個I/O 口相連。電源模塊11是將船上不標準的+24V (變化 範圍18V 40V)直流電源轉變成系統需要的穩定電源，供單片機6、通訊模塊甲4、通訊模 塊乙5、顯示驅動電路7等各模塊使用。單片機(MCU) 6採用ATMEL公司生產的微功耗 高性能八位RISC結構單片機Atmega64, TQFP64緊湊型封裝，內有64KB的Flash程序存 儲器、1KB的EEPROM和2KB的靜態存儲器，2個異步串行口。支持ISP串行下載方式， 有可編程代碼保護。Atmega64負責數據接收，調光和數據顯示，同時還要當作存儲器存儲一 些需要掉電保存的信息。圖2給出了本實用新型數字式舵角航向複合型指示器的電氣原理圖。
本實用新型數字式舵角航向複合型指示器的工作過程為數字式舵角航向複合型指示器 實時接收數字式舵角發送器和航向傳感器發送過來的符合NMEA0183數據格式的舵角及航向 數據，通過單片機6的處理，通過顯示驅動電路7—方面在舵角點陣LED數顯模塊9和航向 點陣LED數顯模塊10上進行實時的數據顯示，同時還把舵角信息顯示在舵角光柱顯示模塊8 的光柱上。光柱的左半部分為紅色，中間為橙色，右半部分為綠色，分別代表左舵，零點和 右舵。
無論是舵角點陣LED數顯模塊9、航向點陣LED數顯模塊10還是舵角光柱顯示模塊8, 顯示亮度都可以通過調光按鍵1進行數字調節，以適應白天和黑夜對顯示亮度的不同要求。
權利要求1. 一種數字式舵角航向複合型指示器，包括舵角數據輸入接口、航向數據輸入接口、通訊模塊甲、通訊模塊乙、單片機、顯示驅動電路、舵角點陣LED數顯模塊，舵角光柱顯示模塊，航向點陣LED數顯模塊、調光按鍵和電源模塊，其特徵在於舵角數據輸入接口與通訊模塊甲相連，通訊模塊甲連接到單片機的一個異步串行口引腳上，航向數據輸入接口與通訊模塊乙相連，通訊模塊乙連接到單片機的另一個異步串行口引腳上，舵角光柱顯示模塊、舵角點陣LED數顯模塊和航向點陣LED數顯模塊均通過顯示驅動電路與單片機連接，調光按鍵與單片機的一個I/O接口相連，單片機、通訊模塊甲、通訊模塊乙、舵角光柱顯示模塊、舵角點陣LED數顯模塊和航向點陣LED數顯模塊均與電源模塊連接。
專利摘要本實用新型提供了一種數字式舵角航向複合型指示器，包括舵角數據輸入接口、航向數據輸入接口、通訊模塊甲、通訊模塊乙、單片機、顯示驅動電路、舵角點陣LED數顯模塊，舵角光柱顯示模塊，航向點陣LED數顯模塊、調光按鍵和電源模塊，舵角數據輸入接口和航向數據輸入接口分別通過各自的通訊模塊甲連接到單片機的異步串行口引腳上，光柱顯示模塊和點陣LED數顯模塊均通過顯示驅動電路與單片機連接，調光按鍵與單片機相連，單片機、通訊模塊甲、通訊模塊乙、光柱顯示模塊和點陣LED數顯模塊均與電源模塊連接。本實用新型實現了舵角及航向的數位化接收及兩種方式的顯示，具有指示精度高，無任何噪音，指示直觀清晰，體積小，重量輕等優點。
文檔編號B63H25/36GK201235930SQ20082002542
公開日2009年5月13日 申請日期2008年7月8日 優先權日2008年7月8日
發明者馮國瑞, 單金明, 周風餘, 朱天富, 峰 李, 李貽斌, 潘為剛, 偉 王, 王常順, 陳景帥, 韓耀振 申請人:山東大學