基于C语言的导航控制盒设计

摘要：目前在导航接收系统中，通常需要控制盒来完成对机载设备的加电、工作频率或波道的转换、系统音量、显示亮度等功能的操作与控制。文中介绍某导航控制盒的应用范围、工作原理及电路实现，主要从频率控制、关键器件HCMS2924点阵模块的使用方法等方面进行了详细的论述。
关键词：BCD码；频率控制；ARINC 429总线；看门狗；E2PROM；LED点阵显示

导航就是引导一个运动体从一点到达另一点的全过程。飞机导航的目的在于保证其从开始起飞到着陆全过程安全、有效、经济的飞行。导航控制盒是机载导航设备的操作控制机构。本项目是基于ARINC 429总线数据格式的导航接收机的控制机构，ARINC429串行总线具有传输速率高，抗干扰能力强的特点，符合航空数字信息传输系统的要求。
该系统将导航接收机的所需的频率以ARINC 429总线数据格式输出，其中信号格式为BCD编码格式，频率范围是108．00～117．95 MHz，频率间隔50 kHz，通过它可以实现对设备的加电控制、可手动控制频率或工作波道的转换、可完成系统音量调节、显示亮度的调节并显示当前频率，根据系统的控制要求，实现两个分系统间控制盒的转换与数据交换功能。

1 实现过程
1．1 控制盒的电路实现
控制盒通过“按钮”对频率进行选择，单片机在主程序中对按钮的开关状态进行扫描，根据扫描到的情况实现相应的频率控制。在控制盒中应用了一个可编程看门狗E2PROM，防止万一因强烈干扰而使CPU程序运行出错时，它能在可编程的超时周期(200 ms)内使CPU复位，回到正常的程序状态。单片机还可以读取存贮于看门狗电路的频率，使控制盒能记忆上次关机的工作状态。显示窗口的亮度可以调节。频率显示采用了5×7点阵模块来显示。单片机将频率代码转换成BCD码格式，通过ARINC429数据的格式，送到导航接收机。
原理框图如图1。

1．2 信号BCD码在ARINC 429中的位置及格式

在发送ARINC 429数据时，首先把频率数据转换成BCD码的格式，再进行相应的判断和计算后保存到发送ARINC 429数据的数组里，最后循环发送出去。相反，在接收ARINC 429数据后，先保存在接收ARINC 429的数组里，然后进行计算判断，如接收的数据正确，再把信号数据提取出来，进行相应的处理和显示。
1．3 频率的控制
控制盒刚开机时，记忆并显示上次断电时的频率，此功能通过读写看门狗来实现。X25045是有4 kB的串行E2PROM，由一个用四线构成的SPI总线方式进行操作，其擦写周期至少有l 000 000次，其特有的看门狗功能具有总线监控和电压监控功能，具有良好的性能价格比。
频率选择采用按钮输入法，按MHz／kHz选择按钮，选择M位或k位，被选择位处于闪烁状态，再按“↑”或“↓”按钮，相应位的数据进行增减。当数据达到最大值时，再按“↑”按钮，显示频率回到最小值。同样，当数据达到最小值时，再按“↓”按钮，显示频率回到最大值。M位时数据步进量为1 MHz，k位时数据步进量为50 kHz。在以上操作过程中，控制盒不发送ARINC429数据(即默认上一状态)，若5 s内没有按以上提到的任何按钮，控制盒开始发送现在显示的频率的ARINC429数据。