CN101907468A - 潜器全方位推进器三通道螺距检测转换装置 - Google Patents
潜器全方位推进器三通道螺距检测转换装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101907468A CN101907468A CN 201010215581 CN201010215581A CN101907468A CN 101907468 A CN101907468 A CN 101907468A CN 201010215581 CN201010215581 CN 201010215581 CN 201010215581 A CN201010215581 A CN 201010215581A CN 101907468 A CN101907468 A CN 101907468A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- signal
- data
- main control
- control chip
- pitch
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Optical Transform (AREA)
Abstract
本发明提供的是一种潜器全方位推进器三通道螺距检测转换装置。信号采集单元的三路编码器检测全方位推进器三个桨叶的螺距角值并编码、然后以同步串行信号形式输出，主控芯片采集编码器输出的同步串行信号，经过数据处理后将得到的数据通过串口送出；数据通信单元的RS-485信号驱动端将送入的串行的TTL电平信号转换为标准RS-485差分信号送入RS-485总线进行远距离的传输，RS-485信号接收端将接收到的差分信号转变回为TTL电平信号送入主控芯片；液晶显示单元将得到的数据转换为螺距角值对应的ASCLL码并驱动LCD显示相应的螺距角值。本发明具有多路转换、实时输出、功耗低、可靠性好、寿命长、结构简单等特点。
Description
技术领域
本发明涉及的是一种水下潜器的信号转换装置。
背景技术
全方位推进器是一种新型的特种推进装置，其桨叶旋转一周的过程中，通过桨叶螺距角的周期性变化，使其不仅产生与桨轴平行的轴向推力，也能在侧向产生推力。因此，使用全方位推进器除了可以实现普通螺旋桨推进器可以实现的功能外，还可以实现横向和垂直方向的运动，可以省去横向和垂向的槽道推进器，大大减轻潜器重量，改善潜器结构和布局。正因为全方位推进器是通过改变螺旋桨螺距角来产生任意方向推力的，所以对螺距角进行准确的检测和反馈成为对全方位推进器进行控制的关键，成为亟待解决的问题之一。
现在潜器全方位推进器的三路螺距角由绝对式光电编码器检测，以同步串行信号形式输出。但同步串行信号存在着传送距离短、速率低、极易受到干扰的缺点，无法保证螺距检测的准确性与可靠性。
数据的远距离传输工程上通常采用CAN总线，RS-485总线等。目前应用十分广泛的CAN总线其直接通信距离最远可达10km，最高通信速率可达1Mbps，且拥有国际通用的通信协议。而RS-485总线虽然传输距离与传输速度方面不如CAN总线优越，但相较于CAN更易实现，且满足本发明工作实际的传输距离要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可以实现多路螺距检测信号实时、准确、可靠的传输的潜器全方位推进器三通道螺距检测转换装置。
本发明的目的是这样实现的：
包括信号采集单元、数据通信单元和液晶显示单元；信号采集单元的三路绝对式光电轴角编码器检测全方位推进器三个桨叶的螺距角值并编码、然后以同步串行信号形式输出，信号采集单元的主控芯片采集编码器输出的同步串行信号，经过数据处理后将得到的数据通过串口送出；数据通信单元的RS-485信号驱动端将送入的串行的TTL电平信号转换为标准RS-485差分信号送入RS-485总线进行远距离的传输，RS-485信号接收端将接收到的差分信号转变回为TTL电平信号送入液晶显示单元的主控芯片；液晶显示单元将得到的数据转换为螺距角值对应的ASCLL码并驱动LCD显示相应的螺距角值。
本发明的特点主要体现在：
1、针对同步串行信号传输速率低、易受干扰、不宜远距离传输的缺点，本发明采用了“先转换后传输”的方案，避免外部干扰，保证螺距角信号传输的准确性。
2、采用高性能8位单片机MC9S08DZ60作为螺距检测转换装置的主控芯片，满足螺距检测转换装置功能要求，同时简化了系统结构。
3、利用MC9S08DZ60集成的串行外设接口(SPI)配合数据选择器74LS153来实现同时对三路螺距检测信号进行采集和转换，在满足螺距检测转换装置多路转换、实时输出的要求基础上，简化了系统结构同时降低对系统软件资源的占用。
4、对于数据的远距离通信，采用RS-485总线标准接口，利用RS-485信号传输速度快、传输距离远、通用性强、抗干扰能力出众等优点，实现螺距角信号的远距离可靠传输。
5、在系统硬件设计上，将单片机最小系统单独设计为带有BDM接口的子板(最小系统板)，方便了软件升级或功能变换，提高单片机的重复利用率，缩减开发成本。
本发明中的螺距检测转换装置具有多路转换、实时输出、功耗低、可靠性好、寿命长、结构简单、坚固等特点。可以配备潜器全方位推进器，保证螺距检测信号传输的准确性和可靠性。能够实时显示螺距角值，使工作人员能够更直观的掌握螺距角的变化情况。螺距检测转换装置的使用可以解决潜器全方位推进器螺距检测信号传输方面存在的问题，提高螺距角信号反馈的准确性，对提高全方位推进器对潜器的控制精度具有一定意义。
附图说明
图1螺距检测转换装置系统组成图；
图2螺距检测转换装置系统结构图；
图3绝对式轴角光电编码器工作时序图；
图4最小系统板电路原理图；
图5信号采集单元电路原理图；
图6数据通信单元电路原理图；
图7液晶显示单元电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：
结合图1，其中角度传感器U1为三路绝对式光电轴角编码器、多路选通器U2采用74LS153芯片、主控芯片U3为飞思卡尔MC9S08DZ60、RS-485驱动端U4及接收端U5采用MAX485芯片、液晶显示单元主控芯片U6同样为MC9S08DZ60单片机、液晶显示模块U7采用MS25664A。
结合图2，三路绝对式光电轴角编码器U1检测全方位推进器三个桨叶的螺距角值并编码然后以同步串行信号形式输出；信号采集单元的主控芯片U3采集编码器输出的同步串行信号，经过数据处理后将得到的数据通过串口送出；数据通信单元的RS-485信号驱动端U4将送入的串行的TTL电平信号转换为标准RS-485差分信号送入RS-485总线进行远距离的传输，RS-485信号接收端将接收到的差分信号转变回为TTL电平信号送入主控芯片；液晶显示单元的主控芯片U5将得到的数据转换为螺距角值对应的ASCLL码并驱动液晶显示模块U6显示相应的螺距角值。
结合图3，编码器工作时由主控制器提供编码器数据锁存信号MOE；该信号在非读取数据时应保持高电平；在读取数据时，将信号置为低电平，并在读取数据时保持低电平；数据读取结束，该信号置为高电平。编码器在MOE的下降沿锁存码盘在该点的数据并输出。编码器数据输出为同步串行数据输出，先低位后高位，同步时钟频率20KHz。同步脉冲由主控制器提供。在同步脉冲下降沿编码器将数据输出，在同步脉冲上升沿主控制器将数据读入，每次读数主控制器应发出14个脉冲。接口信号电平为TTL电平。
结合图4，最小系统板硬件电路主要包括单片机的电源接口电路、时钟电路、复位电路、外中断电路、串行通信电路、BDM接口电路。在电源接口电路设计上，电源管脚上需要安装一个为大容量电解电容器(此处为10μF)为整个系统提供大容量电荷存储，同时应在离MCU电源管脚尽可能近的地方安装若干个0.1μF的陶瓷旁路电容器来抑制高频噪音；在时钟电路设计上，本发明采用外部时钟方式，在EXTAL、XTAL引脚外接4MHz石英晶振和电容组成自激震荡；复位电路和外中断相仿，通过增加一个到地的按钮开关产生一个脉冲信号到相应管脚以实现手动复位或外中断；串口通信电路采用MAX232接口芯片进行与上位机的串行通信；BDM接口单元电路即一个6脚的BDM插头，用于插接后台调试器。
结合图5，信号采集单元硬件设计中三路光电编码器共用+12V线、GND线、同步时钟信号线，连同三路锁存信号线，三路数据信号线共九根引线，通过插接一个九针的串口插头连接至螺距检测转换装置功能板的信号采集单元。其中三路锁存信号线分别接单片机普通I/O管脚PTG2、PTG3、PTG4，三路数据线分别接入数据选择器74LS153的C1、C2、C3，数据选择器的Y1输出接入MISO管脚，两个普通I/O管脚PTC0、PTC1分别接数据选择器的A和B。
结合图6，数据通信单元采用MAX485芯片作为RS-485驱动端和RS-485接收端来设计数据通信单元。匹配电阻选择为120欧姆。U1作为RS-485驱动端，其，DE接高电平。U2作为RS-485接收端，其
，DE接地。
结合图7，液晶显示单元单片机的PTB口接液晶显示器的数据输入输出引脚。PTDO～PTD4依次接功能引脚R/W、E1、E2、RS、/RST。这样在编程时就可以将液晶作为I/O设备统一编址，编写程序也相对简单一些。
Claims (3)
1.一种潜器全方位推进器三通道螺距检测转换装置，包括信号采集单元、数据通信单元和液晶显示单元；其特征是：信号采集单元的三路绝对式光电轴角编码器检测全方位推进器三个桨叶的螺距角值并编码、然后以同步串行信号形式输出，信号采集单元的主控芯片采集编码器输出的同步串行信号，经过数据处理后将得到的数据通过串口送出；数据通信单元的RS-485信号驱动端将送入的串行的TTL电平信号转换为标准RS-485差分信号送入RS-485总线进行远距离的传输，RS-485信号接收端将接收到的差分信号转变回为TTL电平信号送入液晶显示单元的主控芯片；液晶显示单元将得到的数据转换为螺距角值对应的ASCLL码并驱动LCD显示相应的螺距角值。
2.根据权利要求1所述的潜器全方位推进器三通道螺距检测转换装置，其特征是：所述编码器信号采集单元的主控芯片提供编码器数据锁存信号MOE，该信号在非读取数据时应保持高电平，在读取数据时将信号置为低电平，并在读取数据时保持低电平，数据读取结束该信号置为高电平；编码器在MOE的下降沿锁存码盘的数据并输出；编码器数据输出为同步串行数据输出，先低位后高位，同步时钟频率20KHz；同步脉冲由信号采集单元的主控芯片提供；在同步脉冲下降沿编码器将数据输出，在同步脉冲上升沿信号采集单元的主控芯片将数据读入，每次读数主控制器应发出14个脉冲。
3.根据权利要求1或2所述的潜器全方位推进器三通道螺距检测转换装置，其特征是：信号采集单元的主控芯片和液晶显示单元的主控芯片均为MC9S08DZ60单片机。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 201010215581 CN101907468A (zh) | 2010-07-02 | 2010-07-02 | 潜器全方位推进器三通道螺距检测转换装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 201010215581 CN101907468A (zh) | 2010-07-02 | 2010-07-02 | 潜器全方位推进器三通道螺距检测转换装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101907468A true CN101907468A (zh) | 2010-12-08 |
Family
ID=43262993
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN 201010215581 Pending CN101907468A (zh) | 2010-07-02 | 2010-07-02 | 潜器全方位推进器三通道螺距检测转换装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN101907468A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102053614A (zh) * | 2011-01-10 | 2011-05-11 | 哈尔滨工程大学 | 基于can总线多路信号转换与传输装置及方法 |
| CN105991160B (zh) * | 2015-02-12 | 2018-09-28 | 浙江大华技术股份有限公司 | 一种信号处理装置 |
-
2010
- 2010-07-02 CN CN 201010215581 patent/CN101907468A/zh active Pending
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| 《中国优秀硕士学位论文全文数据库》 20081231 孙丽红 数据采集系统及应用设计 吉林大学 内容提要 1-3 , 2 * |
| 《中国优秀硕士学位论文全文数据库》 20081231 祝发业 全方位推进器实验平台数据采集系统研究 第1-11页 1-3 , 2 * |
| 《第十二届船舶水下噪声学术讨论会论文集》 20091231 李希友 等 水下测量装置姿态信息的传输方式研究 419-422 1-3 , 1 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102053614A (zh) * | 2011-01-10 | 2011-05-11 | 哈尔滨工程大学 | 基于can总线多路信号转换与传输装置及方法 |
| CN105991160B (zh) * | 2015-02-12 | 2018-09-28 | 浙江大华技术股份有限公司 | 一种信号处理装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN207560149U (zh) | 基于fpga实现线阵相机图像采集的光纤传输系统 | |
| CN201477579U (zh) | 一种基于fpga技术的光纤传输usb信号的装置 | |
| CN1570877A (zh) | 通用串行通讯接口调试装置及方法 | |
| CN101009041A (zh) | 一种基于fpga的红外地球敏感器的测试数据通信接口装置 | |
| CN101907468A (zh) | 潜器全方位推进器三通道螺距检测转换装置 | |
| CN109274426A (zh) | 基于串并收发器技术的照射制导高速光电通信系统 | |
| CN201886075U (zh) | 一种电流信号采集模块 | |
| CN104883222B (zh) | 一种rs232串口调制解调装置 | |
| CN101047447A (zh) | 基于光纤的点对点工业串行实时通信系统及其控制方法 | |
| CN111963249A (zh) | 一种分布式透明工作面全巷道监测系统及方法 | |
| CN102053614A (zh) | 基于can总线多路信号转换与传输装置及方法 | |
| CN105099561A (zh) | 一种基于cpci的光纤数据传输卡 | |
| CN102208936B (zh) | 一种自容式铱星卫星数据多路传输终端装置 | |
| CN202059413U (zh) | 自容式铱星卫星数据多路传输终端装置 | |
| CN101546198A (zh) | 一种智能太阳追踪定位传感系统 | |
| CN210719211U (zh) | 基于多路增量型编码器信号采集处理的检测系统 | |
| CN201251713Y (zh) | 数字式航向发生器 | |
| CN201063104Y (zh) | 一种dsp与绝对式编码器通讯及解码的装置 | |
| CN204795431U (zh) | 一种基于cpld的汇聚视频光端机 | |
| CN102901522A (zh) | 一种光纤传输式转动编码装置 | |
| CN203911970U (zh) | 一种多显示屏并行显示系统 | |
| CN202737887U (zh) | 智能通信适配器 | |
| CN202417481U (zh) | 石油测井地面系统中实现深度和速度测量的电路及其装置 | |
| CN107145462B (zh) | 一种基于usb总线的同步串行信号采集控制装置 | |
| CN201793290U (zh) | 提升机行程指示装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20101208 |