具有自检和自保护功能的地平仪测控机箱

论文摘要

地平仪是一种用来测量飞机姿态角（俯仰角和倾斜角）的仪表,是飞机上最重要的仪表之一。本文主要讨论远读式地平仪——BDP-4测试系统中测控机箱的设计。测控机箱的主要功能是使测试系统能够控制整个测试过程,是测试系统的核心部件。该测控机箱采用单片机和CPLD组成控制模块,通过继电器阵列与电流传感器所组成的测量模块实现对多路电压、电流、电阻量的测量转换,并通过切控模块对地平仪系统的多路交直流电源及信号进行切控。测控机箱与主机之间通过RS232接口通信,可以程控。测控机箱中的开关阵列具有自检和自保护功能,提高了测试的可靠性和安全性。论文在介绍BDP-4地平仪工作原理与测试系统组成的基础上,首先讨论了测控机箱的整体功能、设计方案与内部结构,然后详细论述了控制模块、测量模块和切控模块的硬件设计,以及系统的主要工作流程与软件设计。论文最后介绍了电路板设计与电磁兼容性的考虑,并讨论了系统的软硬件可靠性。以该测试机箱为核心构建的BDP-4地平仪测试系统,具有测量精度高、自动化及智能化程度高等优点,已在各航空维修厂投入使用。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 BDP-4 地平仪简介
• 1.1.1 垂直陀螺仪原理
• 1.1.2 地平指示器原理
• 1.2 自动测试系统概述
• 1.2.1 自动测试系统基本概念
• 1.2.2 自动测试系统分类
• 1.3 论文的研究内容及结构安排
• 第二章 测控机箱总体设计方案
• 2.1 地平仪测试系统总体结构
• 2.2 测控机箱设计要求
• 2.2.1 切控与测量要求
• 2.2.2 接口要求
• 2.3 测控机箱组成
• 2.4 测控机箱结构
• 第三章 控制模块
• 3.1 控制模块组成
• 3.2 AT89C52 单片机及存储器
• 3.3 CPLD 电路设计
• 3.3.1 CPLD 器件选择
• 3.3.2 逻辑电路设计
• 3.4 时钟与看门狗电路
• 3.5 RS232 接口电路
• 3.6 测温电路
• 第四章 测量模块
• 4.1 开关器件的选择
• 4.2 继电器及其驱动电路
• 4.2.1 开关继电器选择
• 4.2.2 继电器驱动电路
• 4.3 开关阵列结构
• 4.4 继电器自检电路
• 4.5 开关阵列保护电路
• 第五章 信号切控模块
• 5.1 切控继电器选择
• 5.2 电流测量
• 5.2.1 霍尔电流传感器
• 5.2.2 精密线绕电阻
• 5.3 相序检测电路
• 5.4 相位检测电路
• 5.4.1 双向限幅电路
• 5.4.2 电压互感器
• 5.4.3 电压比较器
• 第六章 测控机箱软件设计及系统调试
• 6.1 测控机箱总体工作流程
• 6.1.1 总体工作流程
• 6.1.2 串口中断服务程序
• 6.2 测控命令的执行
• 6.2.1 继电器控制程序
• 6.2.2 相位检测程序
• 6.2.3 继电器自检程序
• 6.2.4 温度测量程序
• 6.2.5 串口数据发送程序
• 6.3 系统调试
• 6.3.1 电路板调试
• 6.3.2 联机调试
• 第七章 印刷电路板的设计与系统可靠性
• 7.1 电磁兼容与机箱内部结构
• 7.2 电路板设计
• 7.2.1 布局
• 7.2.2 布线
• 7.2.3 敷铜
• 7.2.4 电源与地
• 7.2.5 滤波电容
• 7.2.6 信号完整性问题
• 7.3 系统可靠性分析
• 7.3.1 系统硬件可靠性
• 7.3.2 系统软件可靠性
• 结束语
• 参考文献
• 致谢
• 在校期间研究成果
• 附录