馮學(xué)營(yíng) ， 王 平

（1.海軍裝備部裝備采購(gòu)中心，北京 100040；2.山東省海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，3.山東省科學(xué)院海洋儀器儀表研究所，山東 青島 266001）

引言

氣象信息是船舶航行的重要導(dǎo)航信息，直接影響船舶的航行安全。隨著海洋科技的發(fā)展，船舶越行越遠(yuǎn)，以前罕有人跡的遠(yuǎn)海，現(xiàn)在也時(shí)有船舶經(jīng)過(guò)[1]。 這些海域遠(yuǎn)離大陸，一旦出現(xiàn)異常氣候現(xiàn)象，就需要他們適時(shí)做出正確的反應(yīng)?，F(xiàn)代的船舶氣象儀可以完成風(fēng)、溫、濕、壓、能見(jiàn)度、云底高、降水量等多參數(shù)的測(cè)量，并且可以自動(dòng)實(shí)時(shí)接收航速、航向信息，74LS244芯片功不可沒(méi)，本文對(duì)74LS244芯片在船舶氣象儀信號(hào)輸入中的應(yīng)用進(jìn)行了討論。

1 船舶氣象儀的功能原理

船舶氣象儀用于各類(lèi)船舶進(jìn)行風(fēng)速、風(fēng)向、氣溫、相對(duì)濕度等氣象要素觀測(cè)。它主要由傳感器、顯示器及電纜等部分組成[2]?，F(xiàn)代的船舶氣象儀可以自動(dòng)接收航速、航向信息，同時(shí)又可將氣象信息發(fā)送給需要?dú)庀笮畔⒌膬x器設(shè)備。

各個(gè)傳感器將測(cè)得的氣象信息變成電信號(hào)，船舶氣象儀同時(shí)自動(dòng)接收的航速、航向信息，通過(guò)輸入接口送到主儀器，主儀器進(jìn)行采樣、轉(zhuǎn)換、計(jì)算、編輯，然后將編輯好的氣象參數(shù)發(fā)送給需要?dú)庀笮畔⒌膬x器設(shè)備。

2 74LS244芯片的結(jié)構(gòu)

74LS244是一個(gè)典型的三態(tài)輸出的8路緩沖器，其引腳如圖1所示，是一種基本的I/O接口芯片，由8個(gè)三態(tài)門(mén)構(gòu)成。由于三態(tài)門(mén)具有“通斷”控制能力，所以可用作輸入接口。

圖1 74LS244芯片引腳示意圖

3 74LS244芯片在船舶氣象儀中的應(yīng)用

如圖1所示，74LS244芯片具有2個(gè)控制端：ē1和ē2，每個(gè)控制端各控制4個(gè)三態(tài)門(mén)。當(dāng)某一控制端有效（低電平）時(shí)，相應(yīng)的4個(gè)三態(tài)門(mén)導(dǎo)通，輸出等于輸入；當(dāng)控制端為高電平時(shí)，相應(yīng)的三態(tài)門(mén)呈現(xiàn)高阻狀態(tài)，輸出與輸入隔離。實(shí)際使用中，通常是將2個(gè)控制端并聯(lián)，這樣就可用1個(gè)控制信號(hào)來(lái)使8個(gè)三態(tài)門(mén)同時(shí)導(dǎo)通或同時(shí)斷開(kāi)。

船舶氣象儀正是利用這個(gè)特性，利用1個(gè)控制信號(hào)來(lái)使信號(hào)狀態(tài)保持導(dǎo)通，從而對(duì)設(shè)備的輸入端進(jìn)行了擴(kuò)展，使得設(shè)備現(xiàn)在可以完成風(fēng)、溫、濕、壓、能見(jiàn)度、云底高、降水量等氣象參數(shù)和航速、航向等輔助參數(shù)的輸入的。圖2所示為1個(gè)利用74LS244作為開(kāi)關(guān)量輸入接口在某型船舶氣象儀中的應(yīng)用。

圖2 作為船舶氣象儀輸入接口

圖2中，74LS244的輸入端接有8個(gè)開(kāi)關(guān)K0～K7，控制端ē1和ē2并聯(lián)。當(dāng)CPU讀該接口時(shí)，總線(xiàn)上的16位地址信號(hào)通過(guò)譯碼使ē1和ē2有效，三態(tài)門(mén)導(dǎo)通，8個(gè)開(kāi)關(guān)的狀態(tài)經(jīng)數(shù)據(jù)線(xiàn)D0～D7被讀入到CPU 中。這樣，就可測(cè)量出這些開(kāi)關(guān)當(dāng)前的狀態(tài)是打開(kāi)的還是閉合的。當(dāng)CPU不讀此接口地址時(shí)，ē1和ē2為高電平，則三態(tài)門(mén)的輸出為高阻狀態(tài)，使其與數(shù)據(jù)總線(xiàn)斷開(kāi)。

4 結(jié)語(yǔ)

新材料、新技術(shù)的應(yīng)用在促進(jìn)船舶工業(yè)發(fā)展的同時(shí)，勢(shì)必帶動(dòng)船舶氣象儀各種傳感器及相關(guān)技術(shù)的不斷發(fā)展，變得更精準(zhǔn)。船舶工業(yè)的發(fā)展，使與之相關(guān)的各項(xiàng)技術(shù)均有不同程度的發(fā)展[3]。

[1]周永余,許江寧.艦船導(dǎo)航系統(tǒng)[M].北京:國(guó)防工業(yè)出版社,2006.

[2]國(guó)家技術(shù)監(jiān)督局.船舶氣象儀[M].北京:中國(guó)計(jì)量出版社,2004.

[3]王平,梁峰.淺談船舶氣象儀用傳感器[M].太原:機(jī)械管理開(kāi)發(fā),2011.