燕秀秀

摘要：備份飛行顯示器是機(jī)上重要的組成部分之一，在飛行過(guò)程中作為備份系統(tǒng)提供姿態(tài)數(shù)據(jù)，能夠精確指導(dǎo)飛行，提高飛機(jī)安全可靠的到達(dá)目的地。備份飛行顯示器主要由信號(hào)處理板和圖形處理板、導(dǎo)光板等組成，完成向航電系統(tǒng)輸入命令并指導(dǎo)航電系統(tǒng)工作，同時(shí)通過(guò)ARINC429總線與外部設(shè)備進(jìn)行通訊，解算、處理并最終在液晶顯示屏上以數(shù)字和圖表以及動(dòng)態(tài)圖形的方式實(shí)時(shí)顯示飛行參數(shù)數(shù)據(jù)，備份飛行顯示器能將飛行過(guò)程中某些故障信息以直觀可視化的方式提示報(bào)警，對(duì)整個(gè)航電系統(tǒng)起到及時(shí)監(jiān)控作用，有效的提高了飛行安全性。其中按鍵是備份飛行顯示器和操作員的重要溝通載體，按鍵處理需要完成顯示器的功能實(shí)現(xiàn)，滿足操作員對(duì)顯示器的基本需求，是人機(jī)交互的關(guān)鍵。

本文首先介紹了備份飛行顯示器的功能和組成，對(duì)按鍵處理的研制任務(wù)進(jìn)行了需求分析，然后在基于CodeWarrior的開發(fā)平臺(tái)下，使用C語(yǔ)言設(shè)計(jì)了滿足按鍵任務(wù)的按鍵處理軟件，完成了軟件開發(fā)到設(shè)計(jì)，最后通過(guò)按鍵軟件聯(lián)試，驗(yàn)證了按鍵處理軟件功能邏輯，經(jīng)過(guò)測(cè)試，按鍵處理軟件運(yùn)行穩(wěn)定，滿足需求，人機(jī)界面良好。

關(guān)鍵詞：備份儀表顯示器;按鍵狀態(tài);按鍵響應(yīng)

一、概述

備份儀表顯示器是飛機(jī)航電系統(tǒng)中重要的機(jī)載設(shè)備，主要用來(lái)顯示飛機(jī)的姿態(tài)（橫滾、俯仰）、航向角、氣壓高度、指示空速、升降速度、無(wú)線電高度等信息，作為綜合顯示系統(tǒng)的備份使用[1]。

備份儀表顯示器，包括液晶顯示模塊、圖形處理板、信號(hào)處理板、導(dǎo)光板、電源模塊。導(dǎo)光板有周邊按鍵設(shè)計(jì)，是人機(jī)交互的信息輸入部分，操作員可以通過(guò)按鍵實(shí)現(xiàn)切換畫面、調(diào)節(jié)晝夜亮度模式以及場(chǎng)壓裝訂等功能，具體飛行參數(shù)信息由液晶顯示模塊顯示。其中信號(hào)處理板的功能之一，就是處理按鍵并響應(yīng)，實(shí)現(xiàn)操作員和顯示器的通信交互功能[2]。

備份儀表顯示器有4個(gè)按鍵，在按壓按鍵的過(guò)程中，有0.3mm～0.4mm的按壓行程，按鍵內(nèi)部開關(guān)的按壓力大小為3.92×（1±10%）N，符合正常按壓數(shù)值。信號(hào)處理板的按鍵處理軟件，輸出信號(hào)用來(lái)控制圖形處理板或者與外部設(shè)備交聯(lián)，根據(jù)不同操作員的輸入意向，響應(yīng)不同的功能。以軟件方式實(shí)現(xiàn)按鍵邏輯控制和處理。

二、需求分析

操作員通過(guò)按鍵操作，進(jìn)行人機(jī)交互。備份儀表顯示器導(dǎo)光板有4個(gè)按鍵，主要執(zhí)行4個(gè)功能，如圖1所示，操作員通過(guò)按壓按鍵，實(shí)現(xiàn)對(duì)顯示器亮度的調(diào)節(jié)，可以調(diào)節(jié)為日/夜模式以適應(yīng)不同的環(huán)境亮度，提高顯示器的可讀性。操作員通過(guò)按壓按鍵，進(jìn)行顯示器畫面的切換控制，調(diào)出需要監(jiān)測(cè)或者需要設(shè)置的運(yùn)行參數(shù)，包括空速、升降速度、高度、姿態(tài)、場(chǎng)壓等參數(shù)。操作員通過(guò)按壓按鍵，觸發(fā)與外部其他設(shè)備進(jìn)行握手通信。操作員通過(guò)按壓按鍵，編輯畫面場(chǎng)壓參數(shù)或者選擇畫面顯示單位。

（一）按鍵狀態(tài)獲取和判斷

按鍵總共有8組合狀態(tài)圖，來(lái)實(shí)現(xiàn)8種方式的不同操作。按鍵獲取軟件定時(shí)掃描當(dāng)前按鍵狀態(tài)，當(dāng)操作者按下按鍵，判斷操作者的按鍵操作屬于那個(gè)狀態(tài)，也就是顯示器可以讀取按鍵狀態(tài)并判斷，采用整數(shù)數(shù)值1到8來(lái)標(biāo)識(shí)8種不同操作方式，如圖2所示。

（二）按鍵響應(yīng)

備份儀表顯示器有7種顯示畫面，采用整數(shù)1到7來(lái)標(biāo)識(shí)7種不同畫面狀態(tài)。按鍵響應(yīng)有畫面顯示狀態(tài)的切換，亮度調(diào)節(jié)和場(chǎng)壓裝訂，以及觸發(fā)外部設(shè)備，按鍵響應(yīng)需要依據(jù)當(dāng)前顯示畫面狀態(tài)和按鍵狀態(tài)，給出對(duì)應(yīng)的輸出，發(fā)送到圖形處理板或者外部設(shè)備，然后在液晶顯示屏編輯顯示或者與外設(shè)通信。

三、軟件設(shè)計(jì)

在按鍵處理軟件設(shè)計(jì)過(guò)程中，結(jié)合之前產(chǎn)品的按鍵需求分析和信號(hào)處理芯片的開發(fā)能力，以及C編程語(yǔ)言，將按鍵處理軟件分為兩大模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)。包括按鍵狀態(tài)獲取和判斷、按鍵響應(yīng)兩大模塊。其中按鍵狀態(tài)和畫面狀態(tài)是兩大模塊的主要交互數(shù)據(jù)。

（一）按鍵狀態(tài)獲取和判斷

根據(jù)需求分析，操作員需要隨時(shí)可以按壓按鍵，調(diào)取所需畫面，在按鍵處理軟件設(shè)計(jì)中，采用按鍵值標(biāo)識(shí)當(dāng)前按鍵狀態(tài)，按鍵值用0，1表示。0表示按下，1表示抬起。

實(shí)際設(shè)計(jì)開始時(shí)，在定時(shí)中斷函數(shù)中，添加按鍵狀態(tài)獲取和判斷函數(shù)，定時(shí)掃描所有按鍵當(dāng)前狀態(tài)，并更新按鍵信息，包括當(dāng)前按鍵按下計(jì)數(shù)、當(dāng)前按鍵狀態(tài)等。據(jù)按鍵信息判斷按鍵情況，如果有按鍵按下并抬起，則產(chǎn)生有效按鍵[3]。

（二）按鍵響應(yīng)

在定時(shí)中斷函數(shù)中，添加按鍵狀態(tài)獲取和判斷函數(shù)之后，添加按鍵響應(yīng)函數(shù)。軟件設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)為采用switch判斷按鍵狀態(tài)值KeyMessage，逐步判斷按鍵狀態(tài)。在每個(gè)case語(yǔ)句中，采用if來(lái)判斷當(dāng)前顯示畫面狀態(tài)值PictureNum，在不同畫面，操作按鍵有不同的輸出反饋，即時(shí)相同的操作也會(huì)收到當(dāng)前畫面不同而響應(yīng)不同。

四、軟件驗(yàn)證

備份飛行顯示器通過(guò)軟件測(cè)試驗(yàn)證及后期應(yīng)用的驗(yàn)證，得到了在使用狀態(tài)下的正確的按鍵值解算和畫面狀態(tài)顯示，功能測(cè)試和邏輯驗(yàn)證均能穩(wěn)定準(zhǔn)確的滿足軟件按鍵處理需求。

五、結(jié)論

本文在介紹了備份儀表顯示器的作用后，進(jìn)行了基于實(shí)際按鍵功能需求的分析，將需求主要分為兩個(gè)模塊，并相應(yīng)對(duì)各個(gè)模塊進(jìn)行了軟件設(shè)計(jì)，按鍵操作更加方便明確，按鍵響應(yīng)的用戶界面良好，能夠滿足按鍵處理需求。最后通過(guò)與其他系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)合測(cè)試，驗(yàn)證了其功能和邏輯，完成了備份飛行顯示器的按鍵處理軟件設(shè)計(jì)。

六、參考文獻(xiàn)：

[1]霍曼，飛速發(fā)展的航空電子，航空工業(yè)出版社 ，2007

[2]趙影、張明明、方佳在、周長(zhǎng)明，教練機(jī)綜合備份導(dǎo)航顯示系統(tǒng)研究，教練機(jī)，2019年4期

[3]楊永明，單按鍵值的單次增加和連續(xù)增加的軟件實(shí)現(xiàn)，湖北民族學(xué)院學(xué)報(bào)，2010.6.20