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船舶偏航报警及航向记录仪的设计及实现

论文摘要

偏航报警和航向记录仪用于海事船舶偏航报警和航向打印。其对罗经输出的NMEA0183数据（HDT数据格式）实时解析，并与设定航向值进行比较，当超出设定的误差范围，则进行声、光报警，同时按要求完成航向打印和时间、位置的记录。根据功能要求，本文对偏航报警和航向记录仪的软、硬件进行设计。本文的主要内容包括：（1）系统总体方案设计，包括以单片机为核心，外围组成单元包括数据输入、键盘、LCD、打印机、报警输出等接口电路设计等；（2）信息接收与处理软件设计，包括GPS数据、罗经航向信息的接收与处理、报警处理，以及双机通信等，并重点对航向误差的处理和显示进行了讨论；（3）完成了基于图形点阵LCD的菜单设置和显示控制程序设计；（4）开发了基于WH-A5微型的航向打印控制程序；（5）基于LATTICE的iM4A5-128／64，采用ABEL语言完成了相关时序和逻辑控制程序的设计。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 1 概述
  • 1.1 课题背景
  • 1.2 本文主要工作
  • 2 系统总体方案设计
  • 2.1 系统组成
  • 2.2 输入单元设计
  • 2.2.1 数据接口设计
  • 2.2.2 通道自动选择
  • 2.2.3 键盘设计
  • 2.3 处理和控制单元设计
  • 2.3.1 组成和功能描述
  • 2.3.2 NMEA0183处理
  • 2.3.3 MCU1通信接口扩展
  • 2.3.4 单片机复位电路
  • 2.4 输出单元设计
  • 2.4.1 LCD显示器
  • 2.4.2 打印机及接口
  • 2.4.3 报警输出
  • 2.4.4 扩展 NMEA0183数据输出
  • 3 GPS信息接收与处理
  • 3.1 概述
  • 3.2 GPS接收机输出数据格式
  • 3.2.1 NMEA传输信息
  • 3.2.2 卫星定位信息（GGA）
  • 3.2.3 含经、纬度的地理位置（GLL）
  • 3.2.4 偏差信息（GNSS DOP）及卫星状态（GSA）
  • 3.2.5 GNSS所在位置天空中的卫星（GSV）
  • 3.2.6 建议最起码的 GNSS规格数据（RMC）
  • 3.2.7 对地方向及地面速度
  • 3.2.8 时间与日期（ZDA）
  • 3.3 信息接收与处理说明
  • 3.4 程序设计说明
  • 3.4.1 主程序设计
  • 3.4.2 GPS数据中断接收子程序
  • 3.4.3 GPS数据处理子程序
  • 4 罗经航向信息接收与处理
  • 4.1 NMEA0183数据
  • 4.1.1 罗经输出信息
  • 4.1.2 HDG航向信息格式
  • 4.1.3 HDM航向信息格式
  • 4.1.4 HDT航向信息格式
  • 4.2 航向信息接收与处理说明
  • 4.3 程序设计说明
  • 4.3.1 航向数据中断接收子程序
  • 4.3.2 航向数据处理子程序
  • 4.4 偏航误差处理算法
  • 4.4.1 程序流程
  • 4.4.2 误差图形条的计算
  • 4.5 报警控制
  • 5 LCD显示控制与打印处理
  • 5.1 LCD显示设计
  • 5.1.1 显示单个字符子程序
  • 5.1.2 显示字符串子程序
  • 5.2 微型打印机程序设计
  • 5.2.1 打印命令
  • 5.2.2 程序设计
  • 6 系统程序设计
  • 6.1 基于 CPLD控制逻辑设计
  • 6.2 系统地址分配与 CPLD程序设计
  • 6.3 系统程序设计
  • 6.3.1 主程序流程
  • 6.3.2 键盘中断处理
  • 6.3.3 双机通信
  • 结束语
  • 致谢
  • 参考文献

    • 相关论文文献

    本文来源: https://www.lw50.cn/article/c983a9dcb025124b19309863.html