一种仪表着陆地面设备控制系统的制作方法

1.本发明涉及仪表着陆地面设备技术领域，特别涉及一种仪表着陆地面设备控制系统。


背景技术：

2.控制系统电路在现代智能系统中是必不可少的组成部分，在数字化控制中起到重要作用。控制系统在仪表着陆地面设备中也是不可或缺的，它控制着仪表着陆地面设备中的各个单元，使各个单元能够协调有序的工作，并且对各个单元的工作状况进行监测。目前仪表着陆地面设备的控制系统中普遍用单片机作为核心控制器，它的运算速度慢、控制能力弱、数据处理能力差、io资源和内存资源少。


技术实现要素：

3.本发明的目的旨在至少解决技术缺陷之一。
4.为此，本发明的目的在于提出一种仪表着陆地面设备控制系统。
5.为了实现上述目的，本发明的实施例提供一种仪表着陆地面设备控制系统，包括：dsp芯片、cpld芯片、串口通信电路、外扩串口通信电路、供电电路、电平转换电路、flash芯片、外部扩展sdram存储空间电路、外部扩展fram存储空间电路、rs232串口扩展模块，其中，dsp芯片分别与串口通信电路和外扩串口通信电路连接，cpld芯片与电平转换电路连接；
6.电平转换电路包括：8片三态输出的16位双向多功能总线收发器，用于将外部来的5v信号转换成3.3v传送到cpld芯片进行处理，同时将dsp芯片的3.3v信号转换成5v传送出来；
7.供电模块用于将5v电压分别转换成1.2v和3.3v送给cpld和dsp，同时通过cmos监控电路实现看门狗功能；
8.flash芯片、外部扩展sdram存储空间电路、外部扩展fram存储空间电路，用于设备数据、状态以及门限和告警记录的存储；
9.rs232串口扩展模块包括：3片高速串口通信芯片和6个rs232标准串口，扩展出12路rs232串口电路，其中，9路用于和其他模块通信，3路保留。
10.进一步，dsp芯片采用型号为tms320c6713的dsp控制芯片；cpld芯片采用型号为epm3256aqc208的可编程逻辑器件。
11.进一步，dsp芯片执行以下功能：数据采集和计算、告警判断、数据传输和传送、中断查询、对告警门限和告警延时的参数进行更改。
12.进一步，dsp芯片采用模块化设计，主程序顺序执行，接收其它单元rs232数据，接收完成后统一判断和处理数据，采用中断形式告诉主控芯片dsp数据准备好，再通过rs232输出各路信号到监视面板；数据先保存在sram中，再保存到flash中。同时对处理结果进行实时监测，判断是否超出告警门限进行告警处理。
13.进一步，rs232串口扩展模块与外部的第一监视器、第二监视器、第一音频单元、第
二音频单元、本地计算机、本地控制状态单元、遥控模块和控制选择逻辑单元双向连接。
14.进一步，仪表着陆地面设备控制系统执行以下功能：上电初始化、自检测功能、通信功能和数据处理功能：
15.(1)上电初始化：对外部硬件和dsp内部资源进行上电初始化；
16.(2)自检测功能：上电自检；
17.(3)通信功能：串口总线收发和i/o总线收发；
18.(4)数据处理功能：告警存储和调用、协议的解析打包。
19.根据本发明实施例的仪表着陆地面设备控制系统，是仪表着陆地面设备各单元协调配合的调度中枢，并且具备数据采集、数据处理、数据传输和数据存储的功能。
20.本发明具有可扩展性好，控制逻辑清晰，通信速度和运算速度快的特点，并且通过遥控器可以实现组合机系统的远距离操控。该系统所选用原材料均为市面上稳定可靠的工业级器件，使得采购周期、生产周期均缩短。本发明具有通用性和扩展性好的特点，可用于其它类设备中。
21.本发明的控制芯片通过io口接收各个单元的开关状态；通过串口接收各个单元的数据并进行处理，判断数据是否存在问题，存储告警记录、相关参数到fram中；通过各串口通信电路，发送控制命令、发送监测数据给显示界面等、通过io口设置高低电平。这种控制电路电路运算速度快、控制能力强并且有足够的io资源和内存资源，能够稳定实时的协调中波导航与指点信标组合机各个单元正常工作。
22.本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
23.本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
24.图1为根据本发明实施例的仪表着陆地面设备控制系统的组成框图；
25.图2为根据本发明实施例的仪表着陆地面设备控制系统的控制功能框图；
26.图3为根据本发明实施例的cpld芯片的电路图；
27.图4为根据本发明实施例的电平转换电路的电路图；
28.图5为根据本发明实施例的非隔离宽调节电源模块pth05060w的电路图；
29.图6为根据本发明实施例的cmos监控电路max706的电路图；
30.图7为根据本发明实施例的dsp芯片的电路图；
31.图8为根据本发明实施例的外部扩展sdram存储空间电路mt48lc16m16a2的电路图；
32.图9为根据本发明实施例的外部扩展fram存储空间电路fm22l16的电路图；
33.图10为根据本发明实施例的时钟电路ds12cr887的电路图；
34.图11为根据本发明实施例的flash芯片39vf040的电路图。
具体实施方式
35.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终
相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
36.针对现有设备的控制方式冗余、运算速度和通信响应慢，并且与外围模块的通信接口较少等问题。本发明提供了一种仪表着陆地面设备控制系统，该系统用于仪表着陆地面设备的控制电路，主要用于控制仪表着陆地面设备控制系统各个单元能够协调有序的工作，并且对各个单元的工作状况进行监测。控制系统软件采用c语言进行编制，软件均采用模块化设计，主程序顺序执行，软件主要完成以下功能：数据采集和计算、告警判断、数据存储和传送、中断查询、对告警门限、告警延时等参数进行更改。
37.如图1和图2所示，本发明实施例的仪表着陆地面设备控制系统，包括：dsp芯片、cpld芯片、串口通信电路、外扩串口通信电路、供电电路、电平转换电路、flash芯片、外部扩展sdram存储空间电路、外部扩展fram存储空间电路、rs232串口扩展模块，其中，dsp芯片分别与串口通信电路和外扩串口通信电路连接，cpld芯片与电平转换电路连接。
38.在本发明的实施例中dsp芯片采用型号为tms320c6713的dsp控制芯片；cpld芯片采用型号为epm3256aqc208的可编程逻辑器件。
39.具体来说，本发明提供的是一种以经典数据处理模块为核心控制器的控制电路，它由1片dsp和1片cpld以及其外部电路组成。dsp为ti公司c6000系列芯片6713b，该芯片最高主频为200mhz，1024点dft单频点运算时间小于2ms，保证了数据处理的实时性。cpld采用altera公司epm系列芯片epm3256aqc208，cpld的使用满足了dsp大的数据吞吐量的需求；同时，本单元采用cpld实现硬件测频和数据字等参数，提高了测量精度并且节省出更多的cpu时间，提高了dsp运算时间片的完整性。图3为根据本发明实施例的cpld芯片的电路图。图7为根据本发明实施例的dsp芯片的电路图。
40.控制系统电路由tms320c6713控制芯片分别与epm3256aqc208可编程逻辑器件最小系统，串口通信电路，外扩串口通信电路连接，epm3256aqc208可编程逻辑器件与电平转换电路连。控制系统软件采用c语言进行编制，软件均采用模块化设计，主程序顺序执行，软件主要完成以下功能：对各单元的数据采集和计算、告警判断、数据存储和传送、中断查询、对告警门限、告警延时等参数进行更改。
41.dsp芯片执行以下功能：数据采集和计算、告警判断、数据传输和传送、中断查询、对告警门限和告警延时的参数进行更改。
42.dsp芯片采用模块化设计，主程序顺序执行，接收其它单元rs232数据，接收完成后统一判断和处理数据，采用中断形式告诉主控芯片dsp数据准备好，再通过rs232输出各路信号到监视面板；数据先保存在sram中，再保存到flash中。同时对处理结果进行实时监测，判断是否超出告警门限进行告警处理。
43.结合图2，主控单元dsp软件主要完成以下功能：数据采集和计算、告警判断、数据存储和传送、中断查询、对告警门限、告警延时等参数进行更改。软件均采用模块化设计，主程序顺序执行，接收其它单元rs232数据，接收完成后统一判断和处理数据，采用中断形式告诉主控芯片dsp数据准备好，再通过rs232输出各路信号到监视面板。数据先保存在sram中，再保存到flash中。同时对处理结果进行实时监测，看是否超出告警门限进行告警处理。
44.电平转换电路包括：8片三态输出的16位双向多功能总线收发器74alv164245，用于将外部来的5v信号转换成3.3v传送到cpld芯片进行处理，同时将dsp芯片的3.3v信号转
换成5v传送出来。图4为根据本发明实施例的电平转换电路的电路图。
45.供电模块用于将5v电压分别转换成1.2v和3.3v送给cpld和dsp，同时通过cmos监控电路max706实现看门狗功能。图6为根据本发明实施例的cmos监控电路max706的电路图。图5为根据本发明实施例的非隔离宽调节电源模块pth05060w的电路图。图10为根据本发明实施例的时钟电路ds12cr887的电路图。
46.flash芯片、外部扩展sdram存储空间电路、外部扩展fram存储空间电路，用于设备数据、状态以及门限和告警记录的存储。图8为根据本发明实施例的外部扩展sdram存储空间电路mt48lc16m16a2的电路图；图9为根据本发明实施例的外部扩展fram存储空间电路fm22l16的电路图。图11为根据本发明实施例的flash芯片39vf040的电路图。
47.rs232串口扩展模块包括：3片tl16c754bfn高速串口通信芯片和6个max232ers232标准串口，扩展出12路rs232串口电路，其中，9路用于和其他模块通信，3路保留。
48.电信号转换电路分为两种，一种是15v转5v电平转换电路，另一种是信号输出保护电路。
49.根据本发明实施例的仪表着陆地面设备控制系统，是仪表着陆地面设备各单元协调配合的调度中枢，并且具备数据采集、数据处理、数据传输和数据存储的功能。
50.本发明具有可扩展性好，控制逻辑清晰，通信速度和运算速度快的特点，并且通过遥控器可以实现组合机系统的远距离操控。该系统所选用原材料均为市面上稳定可靠的工业级器件，使得采购周期、生产周期均缩短。本发明具有通用性和扩展性好的特点，可用于其它类设备中。
51.本发明的控制芯片通过io口接收各个单元的开关状态；通过串口接收各个单元的数据并进行处理，判断数据是否存在问题，存储告警记录、相关参数到fram中；通过各串口通信电路，发送控制命令、发送监测数据给显示界面等、通过io口设置高低电平。这种控制电路电路运算速度快、控制能力强并且有足够的io资源和内存资源，能够稳定实时的协调中波导航与指点信标组合机各个单元正常工作。
52.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
53.尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。