摘 要：該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)機(jī)場(chǎng)導(dǎo)航設(shè)備645型指點(diǎn)標(biāo)的換機(jī)或關(guān)機(jī)告警信息的顯示，并通過(guò)通信電纜將其實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)到的機(jī)房溫、濕度參數(shù)傳回該系統(tǒng)顯示，同時(shí)具有不掉電的時(shí)鐘顯示和對(duì)表功能。經(jīng)過(guò)對(duì)指點(diǎn)標(biāo)設(shè)備的分析研究，從設(shè)備控制線采集，設(shè)備狀態(tài)信號(hào)并將機(jī)房環(huán)境參數(shù)經(jīng)過(guò)傳感器采集，送到單片機(jī)AT89C52和大規(guī)?？删幊踢壿嬈骷﨏PLD電路進(jìn)行處理，通過(guò)16×16的點(diǎn)陣和4只數(shù)碼管、充分利用單片機(jī)的定時(shí)中斷及外部中斷資源實(shí)現(xiàn)指點(diǎn)標(biāo)告警信息的漢字動(dòng)態(tài)顯示及當(dāng)前溫、濕度值數(shù)碼顯示。目前系統(tǒng)運(yùn)行正常，解決了無(wú)人值守臺(tái)的遙控問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：機(jī)場(chǎng)導(dǎo)航；AT89C52；CPLD；漢字動(dòng)態(tài)顯示

中圖分類(lèi)號(hào)：TP3681文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1004-373X(2008)22-173-02

Design of Display System for Environmental Parameter in Machine Room and

Working Conditions of Marker Beacon

LV Fang，F(xiàn)ENG Yonglin

(College of Information Engineering，Inner Mongolia University of Technology，Huhhot，010051，China)

Abstract：This system can realize displaying of turnoff alarming information or exchanging of marker beacon，which is one of navigation equipments in airdrome and is 645 model.The temperature and humidity parameters of machine room measured with real-time means are sent back to the system to de displayed through the communication cable.Furthermore，this system has the function which displays real-time clock and adjusts clock.After analyzing marker beacon，collecting state-signals of the equipment from control line and delivering them to AT89C52，which is SCM and CPLD that is complex programmable logic device to be processed together with condition parameters of machine room gathered by sensors.The system can display the alarming information of marker beacon dynamically in Chinese characters on the LED dot-matrix that is 16 multiply 16 and display the numbers of temperature and humidity currently through 4 nixie tubes.The timing interrupt resources and exterior interrupt resources of AT89C52 are taken full advantage of when devising.Now，the system can run normally and solve the remote control to nobody on duty.

Keywords：airport navigation;AT89C52;CPLD;chinese character dynamic display

1 引 言

隨著民航事業(yè)及現(xiàn)代電子技術(shù)的不斷發(fā)展，機(jī)場(chǎng)原有的設(shè)備管理、維護(hù)手段已越來(lái)越不適應(yīng)當(dāng)今社會(huì)的要求，為適應(yīng)民航與國(guó)際接軌，迫切需要對(duì)原有模式做出徹底改變。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，采用計(jì)算機(jī)處理信息量大而快，當(dāng)設(shè)備或機(jī)房情況出現(xiàn)異常，由于采集的信息全面，可做出全面分析判斷，提高準(zhǔn)確性，爭(zhēng)取時(shí)間，使導(dǎo)航人員對(duì)設(shè)備管理由原被動(dòng)方式轉(zhuǎn)為主動(dòng)管理。

呼和空管中心技術(shù)保障部導(dǎo)航隊(duì)現(xiàn)管理維護(hù)著7個(gè)導(dǎo)航臺(tái)，由于導(dǎo)航隊(duì)人員有限，這些臺(tái)均屬于無(wú)人值守臺(tái)。其中4個(gè)臺(tái)裝有指點(diǎn)標(biāo)，在遠(yuǎn)端遙控機(jī)房只能控制其開(kāi)關(guān)機(jī)，而無(wú)法給出告警，這使工作很被動(dòng)。同時(shí)，工作環(huán)境對(duì)設(shè)備的穩(wěn)定性及安全可靠性起著至關(guān)重要的作用。為安全起見(jiàn)，這些臺(tái)上都配置了自動(dòng)懸掛式滅火瓶，一旦發(fā)生火災(zāi)，可起到保護(hù)設(shè)備的作用。但是，自動(dòng)懸掛式滅火瓶的起爆溫度為68 ℃，當(dāng)達(dá)到起爆溫度時(shí)，此時(shí)機(jī)房已經(jīng)著火。導(dǎo)航設(shè)備對(duì)飛行安全起著重要的作用，一旦燒毀或由于高溫而遭到破壞，飛機(jī)無(wú)法定位，后果將不堪設(shè)想。在多雨潮濕的季節(jié)，高濕度同樣威脅著設(shè)備的正常運(yùn)行。設(shè)備工作狀態(tài)及機(jī)房環(huán)境必須及時(shí)掌握，才能做出準(zhǔn)確而快速的判斷。該系統(tǒng)的研制，使上述問(wèn)題迎刃而解。

2 系統(tǒng)介紹

系統(tǒng)主要由8部分組成：?jiǎn)纹瑱C(jī);采樣電路;模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路;時(shí)鐘電路;顯示電路;CPLD電路;鍵盤(pán)電路;電源。電路組成框圖如圖1所示。

3 系統(tǒng)功能

該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)指點(diǎn)標(biāo)工作狀態(tài)顯示、機(jī)房溫度和濕度的動(dòng)態(tài)顯示，以及時(shí)鐘顯示功能。當(dāng)指點(diǎn)標(biāo)出現(xiàn)告警使換機(jī)或關(guān)機(jī)時(shí)，該系統(tǒng)顯示換機(jī)或關(guān)機(jī)，同時(shí)顯示故障時(shí)間，并發(fā)出告警聲以便提示值班員及時(shí)做出處理。當(dāng)出現(xiàn)告警時(shí)，值班員可根據(jù)情況利用面板“告警”按鈕關(guān)斷告警聲。面板有時(shí)鐘校對(duì)“按鈕”及系統(tǒng)“復(fù)位”按鈕，當(dāng)時(shí)鐘需校對(duì)時(shí)，按下“校對(duì)”按鈕，利用“+”、“-”按鈕便可進(jìn)行，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障或死機(jī)時(shí)，按下“復(fù)位”按鈕便可。當(dāng)前時(shí)間顯示及機(jī)房溫濕度顯示交替進(jìn)行。系統(tǒng)實(shí)物圖如圖2，圖3所示。

4 系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的抗干擾措施

單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)受到的干擾主要有噪聲干擾、電磁干擾、電源干擾和過(guò)程通道干擾。噪聲干擾是指當(dāng)應(yīng)用系統(tǒng)在工作環(huán)境發(fā)生變化(如環(huán)境濕度、溫度、或有振動(dòng))時(shí)，導(dǎo)致系統(tǒng)出現(xiàn)多種問(wèn)題而不能正常工作。為了抑制系統(tǒng)本身產(chǎn)生的噪聲干擾，首先應(yīng)盡可能地優(yōu)化系統(tǒng)的工作環(huán)境；其次，應(yīng)選擇質(zhì)量好的元器件，設(shè)計(jì)工作可靠的電路；再者，就是合理布局印刷板上的器件和線路。對(duì)于電磁干擾，可用屏蔽的方法加以抑制。這部分地抗干擾設(shè)計(jì)主要是地線系統(tǒng)、屏蔽系統(tǒng)和布局的設(shè)計(jì)。系統(tǒng)中采用合適的電源模塊、數(shù)字部分和模擬部分分開(kāi)供電等都可以減少或抑制電磁干擾。

抑制過(guò)程通道干擾的措施主要有：用光電耦合隔離器將模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)隔離，也可用雙絞線進(jìn)行長(zhǎng)距離傳輸，還可用屏蔽線傳輸和積分網(wǎng)絡(luò)以防窄脈沖的干擾。

為了盡可能抗干擾，除了針對(duì)各種干擾源采取相應(yīng)的硬件措施之外，還可以充分利用單片機(jī)的軟件資源，通過(guò)軟件編程進(jìn)一步增強(qiáng)系統(tǒng)的抗干擾性能。軟件的抗干擾設(shè)計(jì)包括：數(shù)字濾波器、軟件冗余、軟件陷阱、以及軟硬件相結(jié)合的系統(tǒng)復(fù)位等。

單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的硬件抗干擾設(shè)計(jì)是整個(gè)系統(tǒng)抗干擾設(shè)計(jì)的主要部分，是軟件抗干擾設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。因?yàn)檐浖幊桃恍┲匾獢?shù)據(jù)都存放在ROM中，故硬件的抗干擾必須保證ROM中的內(nèi)容不受破壞。根據(jù)前面對(duì)干擾源的分析，本系統(tǒng)的硬件抗干擾設(shè)計(jì)主要從以下幾個(gè)方面著手：供電系統(tǒng)的抗干擾設(shè)計(jì)；長(zhǎng)線傳輸?shù)母綦x和阻抗匹配問(wèn)題；印刷電路板的抗干擾設(shè)計(jì)；地線系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和正確的屏蔽方法。

印刷電路板是電源線、信號(hào)線和元器件的高密度集合體，它們緊緊連在一起，在電氣上必然會(huì)相互影響。這里在設(shè)計(jì)本系統(tǒng)的電路板時(shí)，主要從以下幾個(gè)面考慮的：電源線和信號(hào)線的走法，元器件的布局、地線的設(shè)計(jì)。即電源方面采用穩(wěn)壓塊(如7805)供電，在電源線布線時(shí)，盡量用粗的導(dǎo)線；并且其走向盡可能地與信號(hào)線上的數(shù)據(jù)傳遞方向一致；在板子的電源輸入端接0.1 μF和100 μF的去耦電容；且在每個(gè)芯片的電源引腳與地引腳之間跨接了一個(gè)0.1 μF的去耦電容，且盡可能地靠近元件。至于地線，是將數(shù)字地與模擬地分開(kāi)，接地線加粗，使它至少能通過(guò)3倍于電路板上的允許電流，其線粗在2～3 mm左右。

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作者簡(jiǎn)介

呂 芳 女，1964年出生，內(nèi)蒙古人，副教授，碩士生導(dǎo)師。主要研究方向圖像處理、嵌入式系統(tǒng)。