CN109358250A - 电源车升压转换快速检测设备软件及升压转换快速检测设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电源车升压转换快速检测设备软件，包括主程序系统、采集模块系统、AD转换电路系统、电压显示模块系统、报警电路模块系统、单片机；其中，采集模块系统将采集的电源车升压电压经分压后通过AD转换电路系统进行模数转换，将转换后的信号传递给单片机；经过单片机处理后通过电压显示模块系统显示电压值，当测得电压低于或者高于预设值后，单片机控制报警电路模块系统进行警报。本发明的电源车升压转换快速检测设备软件所用元件较少、成本低、体积小，便于在外场实施快速检测，起到升压转换故障报警作用，从而提高四站电源车升压保障成功率，避免损坏飞机。

Description

电源车升压转换快速检测设备软件及升压转换快速检测设备

技术领域

本发明属于针对装备快速、准确检测电源车升压转换领域，具体涉及一种电源车升压转换快速检测设备软件及升压转换快速检测设备。

背景技术

电源车在飞机通电检查、升压启动保障过程中尤为重要。而电源车升压转换检测，尚未见有效的检测手段。在近年来的电源保障过程中，出现数起因升压转换装置故障，电压达不到要求，电流瞬间增大，导致飞机发动机超温事故，造成比较严重的经济损失。

发明内容

本发明提供了一种电源车升压转换快速检测设备软件，用以解决现有技术中存在的不足。

本发明按以下技术方案实现：

针对电源车升压转换保障不足，开展电源车升压转换外场快速检测技术研究。电源车升压转换快速检测装置软件设计，由主程序设计、采集模块软件设计、电压显示模块软件设计、报警电路软件设计组成，电路简单，所用元件较少、成本低、体积小，便于在外场实施快速检测，起到升压转换故障报警作用，从而提高四站电源车升压保障成功率，避免损坏飞机。

开始时首先初始化HD44780芯片，使LCD1602液晶显示屏清零，然后调用A/D转换子程序启动ADS1115芯片，通过按键选择工作方式。单片机等待查询转换结束信号，如果有信号则通过并行口读取转换数据并存储，就这样连着读取十次数据后求平均值。再将所求得的结果除以10得到千分位，再把商除以10得到百分位，再除以10又分别得到十分位和个位，最后把个位、十分位、百分位和千分位通过串口发送给HD44780芯片经译码后送至LCD1602液晶显示屏显示，此时LCD1602液晶显示屏显示的就是ADS1115芯片采集的电压值。

进一步，ADS1115芯片通过IN0采集电压信号并送给单片机，单片机将采集来的信号进行一定的处理然后通过串口连接的LCD1602液晶显示采集的电压值。在4号线接到升压信号时，单片机实时处理数据，通过LCD1602液晶显示当前电压值，达不到57V电压值则视为升压失败，报警电路工作，蜂鸣器报警。

进一步，在采集模块软件设计中，系统上电即初始化。首先，单片机选择A/D转换器，然后发出信号启动A/D转换。此时单片机开始工作，不断扫描A/D转换结束端口有无结束信号。若有，即启动信号采集，对A/D转换器的数据输出口送来的数值进行存储，又重新开始，并且准备下一次的采集；若没有，则继续等待。

进一步，每当采集系统采集一次，a的值就自增1，直至采集满10次时归零，然后单片机一边对数据处理，一边进入下一次的扫描。数据处理完之后，通过IIC总线将数据传给HD44780芯片，HD44780芯片把接收到的数据译码后送显示器显示出来。

进一步，ADS1115芯片的GND(-)接地，VCC(+)接电源+5V，因此采集电压的范围是0～5V，A/D转换输出的结果D0～D7为16位二进制数。转换输出的结果在0～2¹⁶之间分别对应着0～+5V之间的2¹⁶个电压值，因此单片机必须把A/D转换输出的结果转换成可以显示的电压值，具体的方法是：

进一步，由上公式可知：当ADS1115输出为(1111111111111111)B时，输入电压值VIN＝5.00V；当ADS1115输出为(0000000000000000)B时，输入电压值VIN＝0.00V；当ADS1115输出为(1000000000000000)B时，输入电压值VIN＝2.50V，但是单片机在进行数学运算时结果只读取整数部分，因此当输出为(1000000000000000)B时计算得来的电压值VIN＝2.00V。由此可以看出这样运算的输出结果很不准确，在0～+5V之间只有0，1，2，3，4，5六个电压值，所以必须把单片机运算结果中的小数部分保留下来。具体方法是：如果保留小数点后两位，在运算的时候分子乘以100，保留三位就乘以1000。小数点后保留两位的公式如下：

进一步，由新公式可知当ADS1115芯片输出位(1000000000000000)B时，单片机运算结果为2500。然后单片机将250除以10得到商为250，余数为0，再将250除以10得到商为25，余数为0，再将25除以10得到商为2，余数为5。这样就可以得到电压值的四个数字，最后分别将2、5、0、0四个数通过串口送出，LCD1602液晶显示屏上就可以显示输入的电压值“2.500”。

进一步，在电压显示模块软件设计中，开机后首先初始化，定义液晶显示的控制端口，设置清屏、关闭显示、归位、开显示、显示位置的首地址等等。在初始化中要先设置其显示模式，在液晶模块显示字符时光标是自动右移的，无需人工干预。液晶显示模块是一个慢显示器件，所以在执行每条指令之前一定要确认模块的忙标志为低电平，表示不忙，否则此指令失效。

进一步，显示结果计算：调用A/D转换子程序启动AD转换器，单片机等待查询转换结束信号，如果有信号则通过并行口读取转换数据并存储，就这样连着读取10次数据后求平均值，再按上面的方法通过串行口把数据传输出。

进一步，为得到更高精度和曾强系统的抗干扰能力，当单片机从ADS1115芯片读取数据后，把连续读入的10次数据进行累加求平均值：

进一步，再由单片机对VO进行标度变换，得到被测电压数值：

Vin＝V₀/(2¹⁶-1)×5

但是单片机在进行数学运算时结果只读取整数部分，且要显示的是两位小数，所以需要给VIN乘以100：

Vm＝Vin×100

用取余数的方法将电压值按位输出：

千分位 Oq＝Vm/10 取余数输出

百分位 Ob＝Oq/10 取余数输出

十分位 Os＝Ob/10 取余数输出

进一步，在报警电路软件设计中，首先要按键选择系统工作方式，通过逻辑门电路转化为电信号，这对应的就是开关状态判断的门电路。由于电路要实现发生报警时，LED闪烁要有一个高电平实现。由多谐振荡器就可以提供这一信号。振荡器的振荡周期的长短，取决于电容的充放电时间，假如可以让电容的充放电时间改变，就可以实现一个振荡器输出不同频率的信号，同时还能通过外接电阻电容的大小来控制闪烁的频率。

进一步，设计中实现蜂鸣器报警，这一部分基本原理多谐振荡器来产生较高频率的信号输出给蜂鸣器，设置参考电压的输入端这一点的电位高低，最终可以实现改变输出频率。

本发明有益效果：

本发明的电源车升压转换快速检测设备软件所用元件较少、成本低、体积小，便于在外场实施快速检测，起到升压转换故障报警作用，从而提高四站电源车升压保障成功率，避免损坏飞机。

附图说明

图1为本发明的电气原理图；

图2为本发明的系统工作流程图；

图3为本发明的系统硬件组成框图；

图4为本发明的系统软件组成框图；

图5为本发明的系统总程序流程图；

图6为本发明的AD转换流程图；

图7为LCD1602工作流程图；

图8为报警触发响应逻辑图。

具体实施方式

为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，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。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。

如图1所示，电源车28.5V/57V供电的电压转换是通过电压转换装置实现的，升压转换过程分为以下两个阶段：将PJD-800HT插头插入飞机时，28.5V电源有插头的5号孔进入飞机，使飞机上电源开关转换到地面电源端。当飞机接通总电门时，相当于PJD-800HT插头的6号控制线与“-”孔短接，即得“负电”时，K8工作并使KM10工作，转换装置的l、3和2、3号输出端输出28.5V直流电源，该电源由发电机G1供给，若合上蓄电池输出开关S4则为G1与GB并联供给。

当飞机按下启动按钮时，插头4号控制线得“正电”后，K7工作并使KM9工作；KM9工作后，KM9-1吸合使G2的负极与G1的正极短接，并从1号接线柱输出，KM9-2吸合使K9工作；K9工作后使KM11工作，其常闭触头分断、常开触头吸合，使G2的正极从2号接线柱输出。结果，输出接线柱1、3号之间仍保持28.5V电源，2、3号之间转换为G1、G2串联供电的57V电源。高压指示灯HL4亮。

根据升压转换装置的原理，要检测正压转换装置是否正常工作，可在模拟飞机启动的两个阶段，并分别检测PJD-800HT的1、2号接线柱的电压是否正常。

如图2所示，利用微处理器产生飞机启动的模拟信号，通过模拟插座发送给电源车，电源车升压转换得到信号后做出相应起动动作，采集PJD-800HT插头中接线柱的电压，反馈给微处理器进行处理分析，若电压达到输出要求，判断升压转换装置工作正常，若电压不符合要求，升压转换装置有故障。在第一阶段，将PJD-800HT插头插入检测设备的模拟插座，微处理器判断插头插好后，发出“飞机接通总电门”模拟信号，即将插头6号控制线与“-”孔短接，此时电源车升压转换装置执行相应动作，检测转换装置的l、3和2、3号输出端输出电压是否为28.5V±1.5V。若电压合格继续后续检测，否则发出故障报警信号。

第二阶段，第一阶段检测合格后，利用“飞机起动”模拟按键发出飞机起动模拟信号，即给4号控制线“正电”，此时电源车升压转换装置执行相应动作，检测插头1、3号，2、3号之间电压，1、3号之间仍保持28.5V电压，2、3号之间电压应转换为G1、G2串联供电的57V电源。若电压符合要求，升压转换装置工作正常，否则发出故障报警信号。

在检测过程中，微处理器将实时检测到的插头输出电压处理分析，并通过显示器实时显示。

如图3所示，系统硬件部分主要由单片机STC89C52RC和A/D转换器ADS1115为核心，测量连续信号的数字电压表。硬件主要由：数字电源模块，单片机STC89C52RC模块，AD转换模块，电压显示模块，分压电路(电压互感器)模块，报警电路模块组成。

设计主要采用STC89C52RC单片机芯片和ADS1115模/数转换芯片组成一个数字电压测量仪表，能够对输入的0V-70V的模拟直流电压进行测量，并通过LCD1602进行显示，测量误差约为0.2V。设计电路主要通过ADS1115芯片采集输入的0V-70V模拟量电压，转换为相应的数字量，经过其输出通道SDA、SCL传送给STC89C52RC芯片的P20、P21引脚，数据处理后，产生相应的显示码送到显示模块，实时显示测量到的电压值。报警电路由处理芯片控制，起到故障报警作用。

如图4所示，系统软件工作流程如下：将电源车28.5/57V插头与系统模拟飞机接口连接，系统开始运行并初始化程序，打开中断，首先检测插头是否插好，如果插头插好，进行下一步，否则重新检测。

插头插好后微处理器给出“飞机接通总电门”的模拟信号，即给插头6号控制线与“-”电，此时电源车升压转换装置执行相应动作，系统开始数据采集，检测转换装置的l、3和2、3号输出端输出电压是否为28.5V±1.5V。若电压合格继续后续检测，否则发出故障报警信号。

此时屏幕提醒飞机启动，人为按下“飞机起动”模拟按键，处理器给4号控制线“正电”，此时电源车升压转换装置执行相应动作，系统继续数据采集，检测插头1、3号，2、3号之间电压，1、3号之间仍保持28.5V电压，2、3号之间电压应转换为G1、G2串联供电的57V电源。若电压符合要求，升压转换装置工作正常，否则发出故障报警信号。

如图5所示，开始时首先初始化HD44780芯片，使LCD1602液晶显示屏清零，然后调用A/D转换子程序启动ADS1115芯片，通过按键选择工作方式。单片机等待查询转换结束信号，如果有信号则通过并行口读取转换数据并存储，就这样连着读取十次数据后求平均值。再将所求得的结果除以10得到千分位，再把商除以10得到百分位，再除以10又分别得到十分位和个位，最后把个位，十分位，百分位和千分位通过串口发送给HD44780芯片经译码后送至LCD1602液晶显示屏显示，此时LCD1602液晶显示屏显示的就是ADS1115芯片采集的电压值。ADS1115芯片通过IN0采集电压信号并送给单片机，单片机将采集来的信号进行一定的处理然后通过串口连接的LCD1602液晶显示采集的电压值。在4号线接到升压信号时，单片机实时处理数据，通过LCD1602液晶显示当前电压值，达不到57V电压值则视为升压失败，报警电路工作，蜂鸣器报警。

如图6所示，在采集模块软件设计中，系统上电即初始化。首先，单片机选择A/D转换器，然后发出信号启动A/D转换。此时单片机开始工作，不断扫描A/D转换结束端口有无结束信号。若有，即启动信号采集，对A/D转换器的数据输出口送来的数值进行存储，又重新开始，并且准备下一次的采集；若没有，则继续等待。每当采集系统采集一次，a的值就自增1，直至采集满10次时归零，然后单片机一边对数据处理，一边进入下一次的扫描。数据处理完之后，通过IIC总线将数据传给HD44780芯片，HD44780芯片把接收到的数据译码后送显示器显示出来。

如图7所示，在电压显示模块软件设计中，开机后首先初始化，定义液晶显示的控制端口，设置清屏、关闭显示、归位、开显示、显示位置的首地址等等。在初始化中要先设置其显示模式，在液晶模块显示字符时光标是自动右移的，无需人工干预。液晶显示模块是一个慢显示器件，所以在执行每条指令之前一定要确认模块的忙标志为低电平，表示不忙，否则此指令失效。

如图8所示，在报警电路软件设计中，首先要按键选择系统工作方式，通过逻辑门电路转化为电信号，这对应的就是开关状态判断的门电路。由于电路要实现发生报警时，LED闪烁要有一个高电平实现。由多谐振荡器就可以提供这一信号。振荡器的振荡周期的长短，取决于电容的充放电时间，假如可以让电容的充放电时间改变，就可以实现一个振荡器输出不同频率的信号，同时还能通过外接电阻电容的大小来控制闪烁的频率。设计中实现蜂鸣器报警，这一部分基本原理多谐振荡器来产生较高频率的信号输出给蜂鸣器，设置参考电压的输入端这一点的电位高低，最终可以实现改变输出频率。

由此可知，本发明针对电源车升压转换保障不足，开展电源车升压转换外场快速检测技术研究。电源车升压转换快速检测装置软件设计，由主程序设计、采集模块软件设计、电压显示模块软件设计、报警电路软件设计组成，电路简单，所用元件较少、成本低、体积小，便于在外场实施快速检测，起到升压转换故障报警作用，从而提高四站电源车升压保障成功率，避免损坏飞机。

最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (9)

1.一种电源车升压转换快速检测设备软件，其特征在于：包括主程序系统、采集模块系统、AD转换电路系统、电压显示模块系统、报警电路模块系统、单片机；

其中，采集模块系统将采集的电源车升压电压经分压后通过AD转换电路系统进行模数转换，将转换后的信号传递给单片机；

经过单片机处理后通过电压显示模块系统显示电压值，当测得电压低于或者高于预设值后，单片机控制报警电路模块系统进行警报。

2.根据权利要求1所述的电源车升压转换快速检测设备软件，其特征在于：在主程序系统中，开始时首先初始化HD44780芯片，使LCD1602液晶显示屏清零，然后调用A/D转换子程序启动ADS1115芯片，通过按键选择工作方式；单片机待查询转换结束信号，如果有信号则通过并行口读取转换数据并存储，就这样连着读取十次数据后求平均值；再将所求得的结果除以10得到千分位，再把商除以10得到百分位，再除以10又分别得到十分位和个位，最后把个位、十分位、百分位和千分位通过串口发送给HD44780芯片经译码后送至LCD1602液晶显示屏显示，此时LCD液晶显示屏显示的就是ADS1115芯片采集的电压值。

3.根据权利要求2所述的电源车升压转换快速检测设备软件，其特征在于：在主程序系统中，ADS1115芯片通过IN0采集电压信号并送给单片机，单片机将采集来的信号进行一定的处理然后通过串口连接的LCD1602液晶显示采集的电压值；在4号线接到升压信号时，单片机实时处理数据，通过LCD1602液晶显示当前电压值，达不到57V电压值则视为升压失败，报警电路工作，蜂鸣器报警。

4.根据权利要求1所述的电源车升压转换快速检测设备软件，其特征在于：在采集模块系统中，系统上电即初始化，首先，单片机选择A/D转换器，然后发出信号启动A/D转换，此时单片机开始工作，不断扫描A/D转换结束端口有无结束信号；若有，即启动信号采集，对A/D转换器的数据输出口送来的数值进行存储，又重新开始，并且准备下一次的采集；若没有，则继续等待；

每当采集系统采集一次，a的值就自增1，直至采集满10次时归零，然后单片机一边对数据处理，一边进入下一次的扫描。数据处理完之后，通过IIC总线将数据传给HD44780芯片，HD44780芯片把接收到的数据译码后送显示器显示出来。

5.根据权利要求1所述的电源车升压转换快速检测设备软件，其特征在于：在电压显示模块系统中，开机后首先初始化，定义液晶显示的控制端口，设置清屏、关闭显示、归位、开显示、显示位置的首地址；在初始化中要先设置其显示模式，在液晶模块显示字符时光标是自动右移的，无需人工干预。液晶显示模块是一个慢显示器件，所以在执行每条指令之前一定要确认模块的忙标志为低电平，表示不忙，否则此指令失效。

6.根据权利要求5所述的电源车升压转换快速检测设备软件，其特征在于：调用A/D转换子程序启动AD转换器，单片机等待查询转换结束信号，如果有信号则通过并行口读取转换数据并存储，就这样连着读取10次数据后求平均值，再按上面的方法通过串行口把数据传输出。

7.根据权利要求6所述的电源车升压转换快速检测设备软件，其特征在于：

为得到更高精度和曾强系统的抗干扰能力，当单片机从ADS1115芯片读取数据后，把连续读入的10次数据进行累加求平均值：

再由单片机对VO进行标度变换，得到被测电压数值：

Vin＝V₀/(2¹⁶-1)×5；

但是单片机在进行数学运算时结果只读取整数部分，且要显示的是两位小数，所以需要给VIN乘以100：

Vm＝Vin×100

用取余数的方法将电压值按位输出：

千分位 Oq＝Vm/10 取余数输出

百分位 Ob＝Oq/10 取余数输出

十分位 Os＝Ob/10 取余数输出。

8.根据权利要求1所述的电源车升压转换快速检测设备软件，其特征在于：在报警电路系统中，首先要按键选择系统工作方式，通过逻辑门电路转化为电信号，这对应的就是开关状态判断的门电路，由于电路要实现发生报警时，LED闪烁要有一个高电平实现；

由多谐振荡器就可以提供这一信号，振荡器的振荡周期的长短，取决于电容的充放电时间，假如可以让电容的充放电时间改变，就可以实现一个振荡器输出不同频率的信号，同时还能通过外接电阻电容的大小来控制闪烁的频率；

实现蜂鸣器报警由多谐振荡器来产生较高频率的信号输出给蜂鸣器，设置参考电压的输入端这一点的电位高低，最终可以实现改变输出频率。

9.一种升压转换快速检测设备，其特征在于：包括权利要求1至8任一项所述的电源车升压转换快速检测设备软件。