專利名稱：激光自準(zhǔn)直儀信號(hào)控制轉(zhuǎn)換裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及激光自準(zhǔn)直儀信號(hào)控制轉(zhuǎn)換裝置，應(yīng)用于信號(hào)轉(zhuǎn)換、輸出選擇控制領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在火箭發(fā)射系統(tǒng)中，用激光自準(zhǔn)直儀瞄準(zhǔn)火箭慣性平臺(tái)棱鏡，測(cè)量其方位上的誤差角度。火箭控制系統(tǒng)調(diào)瞄組合根據(jù)激光自準(zhǔn)直儀測(cè)量得到的誤差角度，來調(diào)整箭體方位和平臺(tái)臺(tái)體方位，最終實(shí)現(xiàn)平臺(tái)坐標(biāo)系的+Xp軸與火箭射向一致，即為火箭建立發(fā)射慣性坐標(biāo)系，從而確保衛(wèi)星的入軌精度要求。在進(jìn)行激光自準(zhǔn)直測(cè)量過程中，為了提高系統(tǒng)可靠性，采用主、副機(jī)雙機(jī)備份工作方式，即主、副機(jī)獨(dú)立工作，互為備份。因此，在使用過程中需要通過信號(hào)控制轉(zhuǎn)換裝置接收主、副機(jī)信號(hào)，對(duì)信號(hào)進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換，并對(duì)信號(hào)有效性進(jìn)行判斷，根據(jù)模式指令將其中一路信號(hào)輸出。2012年7月4日公開的中國(guó)專利，公開號(hào)為CN102540925A，名稱為“一種用于對(duì)兩臺(tái)自準(zhǔn)直儀信號(hào)的自動(dòng)、手動(dòng)切換裝置”，該裝置包括:第一信號(hào)處理電路、第二信號(hào)處理電路、控制有效指示燈和電壓表，該裝置還包括:驅(qū)動(dòng)控制電路板、手動(dòng)自動(dòng)設(shè)置開關(guān)和主副機(jī)設(shè)置開關(guān)，第一信號(hào)處理電路接收來自主經(jīng)緯儀的角度數(shù)據(jù)，第二信號(hào)處理板接收來自副經(jīng)緯儀的角度數(shù)據(jù)，信號(hào)處理電路對(duì)角度數(shù)據(jù)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)處理后，將得到的有效指示燈信號(hào)、自動(dòng)控制信號(hào)和放大后的模擬信號(hào)傳輸給驅(qū)動(dòng)控制電路板；手動(dòng)自動(dòng)設(shè)置開關(guān)選擇設(shè)備的工作方式，主副機(jī)設(shè)置開關(guān)控制驅(qū)動(dòng)控制電路板輸出為采集的主經(jīng)緯儀信號(hào)或副經(jīng)緯儀信號(hào)。該發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)了兩臺(tái)自準(zhǔn)直儀信號(hào)的切換功能，但是它采用三個(gè)AT89C52單片機(jī)分別作為第一信號(hào)處理電路、第二信號(hào)處理電路和驅(qū)動(dòng)控制電路的處理器，集成度相對(duì)較低，且會(huì)降低系統(tǒng)的平均 無故障時(shí)間。另外，該發(fā)明中手動(dòng)自動(dòng)設(shè)置開關(guān)和主副機(jī)設(shè)置開關(guān)兩個(gè)開關(guān)的組合使用不便于操作。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提供一種激光自準(zhǔn)直儀信號(hào)控制轉(zhuǎn)換裝置。本發(fā)明解決問題的技術(shù)方案是:激光自準(zhǔn)直儀信號(hào)控制轉(zhuǎn)換裝置，由模式選擇開關(guān)、第一串口收發(fā)芯片、第二串口收發(fā)芯片、串口擴(kuò)展芯片、處理器、顯示驅(qū)動(dòng)芯片、繼電器、光電耦合器件、三個(gè)電壓表、數(shù)碼管組、LED組和電源轉(zhuǎn)換模塊組組成；模式選擇開關(guān)為三態(tài)模式開關(guān)，分別對(duì)應(yīng)主機(jī)輸出、副機(jī)輸出和自動(dòng)輸出；第一串口收發(fā)芯片和第二串口收發(fā)芯片分別接收主、副激光自準(zhǔn)直儀的數(shù)字測(cè)量結(jié)果發(fā)送給串口擴(kuò)展芯片，串口擴(kuò)展芯片將接收到的數(shù)字測(cè)量結(jié)果通過串行通信發(fā)給處理器，處理器將主、副激光自準(zhǔn)直儀的測(cè)量結(jié)果發(fā)送給顯示驅(qū)動(dòng)芯片，顯示驅(qū)動(dòng)芯片驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管組將主、副激光自準(zhǔn)直儀的測(cè)量結(jié)果顯示出來；
處理器的D/A0輸出連接到第一放大器,經(jīng)第一放大器放大后輸出給電壓表和繼電器；處理器的D/A1輸出連接到第二放大器，經(jīng)第二放大器放大后輸出給電壓表和繼電器；處理器經(jīng)光電耦合器件后控制繼電器；繼電器選擇將主或副激光自準(zhǔn)直儀的測(cè)量結(jié)果發(fā)送給控制系統(tǒng)調(diào)瞄組合和電壓表；控制LED組由處理器的I/O 口控制，表明主、副機(jī)的數(shù)據(jù)是否有效；電源轉(zhuǎn)換模塊組為各芯片提供電源。本發(fā)明的有益效果:該裝置能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)主、副激光自準(zhǔn)直儀測(cè)量數(shù)據(jù)的數(shù)模轉(zhuǎn)換，對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)有效性進(jìn)行自動(dòng)判斷、并根據(jù)判斷結(jié)果和模式選擇開關(guān)狀態(tài)，自動(dòng)選擇將其中一臺(tái)主或副激光自準(zhǔn)直儀的測(cè)量結(jié)果發(fā)送給控制系統(tǒng)調(diào)瞄組合；該裝置電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，集成度高，能夠快速自動(dòng)實(shí)現(xiàn)信號(hào)轉(zhuǎn)換與選擇控制功能，從而保證系統(tǒng)反應(yīng)快速、有效，避免人為因素影響。


圖1為本發(fā)明激光自準(zhǔn)直儀信號(hào)控制轉(zhuǎn)換裝置結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為繼電器接線原理圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。如圖1所示，本發(fā)明激光自準(zhǔn)直儀信號(hào)控制轉(zhuǎn)換裝置，采用兩片MAXIM公司生產(chǎn)的MAX488作為串口收發(fā)芯片，采用ST公司生產(chǎn)的四路串行數(shù)據(jù)通信芯片ST16C654作為2個(gè)串口的擴(kuò)展芯片，分別用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明信號(hào)控制轉(zhuǎn)換裝置與兩臺(tái)激光自準(zhǔn)直儀之間的串行通信。第一串口收發(fā)芯片3接收激光自準(zhǔn)直儀主機(jī)發(fā)送過來的測(cè)量數(shù)據(jù)，并將主機(jī)測(cè)量數(shù)據(jù)發(fā)送給串口擴(kuò)展芯片4 ;第二串口`收發(fā)芯片2接收激光自準(zhǔn)直儀副機(jī)發(fā)送過來的測(cè)量數(shù)據(jù)，并將副機(jī)測(cè)量數(shù)據(jù)發(fā)送給串口擴(kuò)展芯片4 ;第二串口收發(fā)芯片2和第一串口收發(fā)芯片3同時(shí)工作；串口擴(kuò)展芯片4將從第二串口收發(fā)芯片2和第一串口收發(fā)芯片3接收到的測(cè)量數(shù)據(jù)發(fā)送給處理器5，處理器5采用SILICON公司生產(chǎn)的64腳TQFP封裝C8051F021單片機(jī)。處理器5將接收到的主、副機(jī)測(cè)量結(jié)果發(fā)送給顯示驅(qū)動(dòng)芯片6 ;顯示驅(qū)動(dòng)芯片6驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管組7，顯示驅(qū)動(dòng)芯片6采用MAXM公司生產(chǎn)的MAX7221 ;數(shù)碼管組7由6個(gè)8位7段LED數(shù)碼管組成，每三個(gè)數(shù)碼管一組，分別顯示主機(jī)和副機(jī)測(cè)量結(jié)果。處理器5根據(jù)接收到的主機(jī)測(cè)量結(jié)果判斷主機(jī)測(cè)量結(jié)果是否為有效數(shù)據(jù)，如果為有效數(shù)據(jù)，則處理器5利用自身的D/A轉(zhuǎn)換模塊D/A0將主機(jī)的測(cè)量結(jié)果轉(zhuǎn)化為電壓模擬信號(hào)，如果為無效數(shù)據(jù)，則處理器5將自身的D/A0端口設(shè)置為OV電壓信號(hào)。處理器5的D/A0輸出連接到第一放大器14，經(jīng)第一放大器14放大后輸出給電壓表15和繼電器12。第一放大器14采用MAXM公司生產(chǎn)0P27放大器，繼電器12采用OMRON公司生產(chǎn)的DIPlO封裝的G6H-2繼電器。處理器5根據(jù)接收到的副機(jī)測(cè)量結(jié)果判斷副機(jī)測(cè)量結(jié)果是否為有效數(shù)據(jù)，如果為有效數(shù)據(jù)，則處理器5利用自身的D/A轉(zhuǎn)換模塊D/A1將副機(jī)的測(cè)量結(jié)果轉(zhuǎn)化為電壓模擬信號(hào)，如果為無效數(shù)據(jù)，則處理器5將自身的D/A1端口設(shè)置為OV電壓信號(hào)。
處理器5的D/A1輸出連接到第二放大器8，經(jīng)第二放大器8放大后輸出給電壓表9和繼電器12。第二放大器8采用MAXM公司生產(chǎn)的0P27放大器。繼電器12的接線圖如圖2所示。將第一放大器14輸出端口與繼電器12的第4管腳相連,將第二放大器8輸出端口與繼電器12的第2管腳相連。發(fā)光二極管Hl為副機(jī)輸出指示燈，電阻Rl為發(fā)光二極管Hl匹配電阻，發(fā)光二極管H2為主機(jī)輸出指示燈，電阻R2為發(fā)光二極管H2匹配電阻。繼電器12的第8管腳與地相連。處理器5讀取模式選擇開關(guān)I的狀態(tài)，根據(jù)模式選擇開關(guān)I的狀態(tài)，利用標(biāo)識(shí)為A/B的I/O端口進(jìn)行輸出選擇控制。處理器5標(biāo)識(shí)為A/B的I/O端口電平信號(hào)經(jīng)光電耦合器件10后控制繼電器12的第10管腳。模式選擇開關(guān)I為三態(tài)模式開關(guān)，分別對(duì)應(yīng)主機(jī)輸出、副機(jī)輸出和自動(dòng)輸出，由操作人員手動(dòng)設(shè)置為其中一種工作模式。當(dāng)模式選擇開關(guān)I為主機(jī)輸出時(shí)，則處理器5將標(biāo)識(shí)為A/B的I/O端口設(shè)置為低電平，此時(shí)，繼電器12的第3管腳和第4管腳導(dǎo)通，第7管腳和第8管腳導(dǎo)通，繼電器12將主機(jī)的測(cè)量結(jié)果傳輸給控制系統(tǒng)調(diào)瞄組合11和電壓表13，同時(shí)主機(jī)輸出指示燈H2被點(diǎn)亮。當(dāng)模式選擇開關(guān)I為副機(jī)輸出時(shí)，則處理器5將標(biāo)識(shí)為A/B的I/O端口設(shè)置為高電平，此時(shí)，繼電器12的第2管腳和第3管腳導(dǎo)通，第8管腳和第9管腳導(dǎo)通，繼電器12將副機(jī)的測(cè)量結(jié)果傳輸給控制系統(tǒng)調(diào)瞄組合11和電壓表13，同時(shí)副機(jī)輸出指示燈Hl被點(diǎn)亮。當(dāng)模式選擇開關(guān)I為自動(dòng)輸出時(shí)，如果主機(jī)測(cè)量結(jié)果為有效，則處理器5將標(biāo)識(shí)為A/B的I/O端口設(shè)置為低電平，此時(shí)，繼電器12的第3管腳和第4管腳導(dǎo)通，第7管腳和第8管腳導(dǎo)通，繼電器12將主機(jī)的測(cè)量結(jié)果傳輸給控制系統(tǒng)調(diào)瞄組合11和電壓表13，同時(shí)主機(jī)輸出指示燈H2被點(diǎn)亮；如果主機(jī)測(cè)量結(jié)果為無效，副機(jī)測(cè)量結(jié)果為有效，則處理器5將標(biāo)識(shí)為A/B的I/O端口設(shè)置為高電平，此時(shí)，繼電器12的第2管腳和第3管腳導(dǎo)通，第8管腳和第9管腳導(dǎo)通，繼電器12將副機(jī)的測(cè)量結(jié)果傳輸給控制系統(tǒng)調(diào)瞄組合11和電壓表13，同時(shí)副機(jī)輸出指示燈Hl被點(diǎn)亮；如果主、副機(jī)測(cè)量結(jié)果均無效，則處理器5將標(biāo)識(shí)為A/B的I/O端口設(shè)置為低電平，此時(shí)，繼電器12的第3管腳和第4管腳導(dǎo)通，第7管腳和第8管腳導(dǎo)通，繼電器12將處理器5的D/A0端口的OV電壓信號(hào)傳輸給控制系統(tǒng)調(diào)貓組合11和電壓表13，同時(shí)主機(jī)輸出指示燈H2被點(diǎn)亮。LED組16由處理器5的I/O 口控制，用于表示主、副機(jī)數(shù)據(jù)是否有效。電源轉(zhuǎn)換模 塊組17將DC28V輸入電源分別轉(zhuǎn)換為5V和3.3V，分別為各芯片提供電源。
權(quán)利要求
1.激光自準(zhǔn)直儀信號(hào)控制轉(zhuǎn)換裝置，由模式選擇開關(guān)(I)、第一串口收發(fā)芯片(2)、第二串口收發(fā)芯片(3)、串口擴(kuò)展芯片(4)、處理器(5)、顯示驅(qū)動(dòng)芯片(6)、繼電器(12)、光電耦合器件(10)、三個(gè)電壓表、數(shù)碼管組(7)、LED組(16)和電源轉(zhuǎn)換模塊組(17)組成，其特征是， 模式選擇開關(guān)(I)為三態(tài)模式開關(guān)，分別對(duì)應(yīng)主機(jī)輸出、副機(jī)輸出和自動(dòng)輸出； 第一串口收發(fā)芯片(2)和第二串口收發(fā)芯片(3)分別接收主、副激光自準(zhǔn)直儀的數(shù)字測(cè)量結(jié)果發(fā)送給串口擴(kuò)展芯片(4)，串口擴(kuò)展芯片(4)將接收到的數(shù)字測(cè)量結(jié)果通過串行通信發(fā)給處理器(5)，處理器(5)將主、副激光自準(zhǔn)直儀的測(cè)量結(jié)果發(fā)送給顯示驅(qū)動(dòng)芯片(6)，顯示驅(qū)動(dòng)芯片(6)驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管組(7)將主、副激光自準(zhǔn)直儀的測(cè)量結(jié)果顯示出來； 處理器(5)的D/A0輸出連接到第一放大器(14)，經(jīng)第一放大器(14)放大后輸出給電壓表(15)和繼電器(12);處理器(5)的D/A1輸出連接到第二放大器(8)，經(jīng)第二放大器(8)放大后輸出給電壓表(9)和繼電器(12);處理器(5)經(jīng)光電耦合器件(10)后控制繼電器(12);繼電器(12 )選擇將主或副激光 自準(zhǔn)直儀的測(cè)量結(jié)果發(fā)送給控制系統(tǒng)調(diào)瞄組合(11)和電壓表(13)； 控制LED組(16)由處理器(5)的I/O 口控制，表明主、副機(jī)的數(shù)據(jù)是否有效； 電源轉(zhuǎn)換模塊組(17)為各芯片提供電源。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光自準(zhǔn)直儀信號(hào)控制轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，處理器(5)對(duì)接收到的主、副激光自準(zhǔn)直儀的測(cè)量結(jié)果進(jìn)行判斷，如果測(cè)量結(jié)果為正常有效數(shù)據(jù)，則處理器(5)利用其內(nèi)部的兩個(gè)D/A轉(zhuǎn)換模塊D/A0和D/A1分別將主、副機(jī)的測(cè)量結(jié)果轉(zhuǎn)換為電壓模擬信號(hào)，如果測(cè)量結(jié)果異常，則輸出OV電壓信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光自準(zhǔn)直儀信號(hào)控制轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，第一串口收發(fā)芯片(2)和第二串口收發(fā)芯片(3)采用MAX頂公司生產(chǎn)的MAX488芯片；串口的擴(kuò)展芯片(4)采用ST公司生產(chǎn)的四路串行數(shù)據(jù)通信芯片ST16C654 ;處理器(5)采用SILICON公司生產(chǎn)的64腳TQFP封裝C8051F021單片機(jī)；顯示驅(qū)動(dòng)芯片(6)采用MAX頂公司生產(chǎn)的MAX7221 ；第一放大器(14)和第二放大器(8)采用MAXM公司生產(chǎn)0P27放大器；繼電器(12)采用OMRON公司生產(chǎn)的DIPlO封裝的G6H-2繼電器。
全文摘要
激光自準(zhǔn)直儀信號(hào)控制轉(zhuǎn)換裝置，屬于信號(hào)轉(zhuǎn)換控制領(lǐng)域，為解決現(xiàn)有技術(shù)集成度較低、降低系統(tǒng)的平均無故障時(shí)間及不便操作的問題，該裝置由模式選擇開關(guān)、第一串口收發(fā)芯片、第二串口收發(fā)芯片、串口擴(kuò)展芯片、處理器、顯示驅(qū)動(dòng)芯片、繼電器、光電耦合器件、三個(gè)電壓表、數(shù)碼管組、LED組和電源轉(zhuǎn)換模塊組組成，第一串口收發(fā)芯片和第二串口收發(fā)芯片分別接收主、副激光自準(zhǔn)直儀的數(shù)字測(cè)量結(jié)果發(fā)送給串口擴(kuò)展芯片，串口擴(kuò)展芯片將接收到的數(shù)字測(cè)量結(jié)果通過串行通信發(fā)給處理器，處理器將主、副激光自準(zhǔn)直儀的測(cè)量結(jié)果發(fā)送給顯示驅(qū)動(dòng)芯片，顯示驅(qū)動(dòng)芯片驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管組將主、副激光自準(zhǔn)直儀的測(cè)量結(jié)果顯示出來；實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)反應(yīng)快速，避免人為因素影響。
文檔編號(hào)G05B19/04GK103246220SQ20131018464
公開日2013年8月14日 申請(qǐng)日期2013年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月17日
發(fā)明者沈鋮武, 劉暢, 王志乾, 耿天文, 劉紹錦, 李建榮, 于帥北, 蔡盛, 李冬寧 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所