本發(fā)明屬于電氣技術(shù)領(lǐng)域，應(yīng)用于坦克的研制和生產(chǎn)過程中，對炮耳軸解算器的安裝精度和零位進行檢測的裝置。

背景技術(shù)：

在坦克火控系統(tǒng)中，光電觀瞄設(shè)備(車長鏡、炮長鏡)的主要任務(wù)是對目標搜索、觀察、瞄準和測距，繼而帶動或調(diào)轉(zhuǎn)火炮對目標進行射擊。觀瞄設(shè)備和火炮之間采用電氣同步設(shè)計方式，而實現(xiàn)觀瞄設(shè)備與火炮連接的傳感器就是炮耳軸解算器，它的精度決定了系統(tǒng)的同步精度，也是影響火炮精確射擊的重要因素。

炮耳軸解算器是角度傳感器，也是旋轉(zhuǎn)變壓器，放置在炮管尾部，用于測量炮管相對車體的俯仰角度，其輸入?yún)⒖茧妷海鶕?jù)轉(zhuǎn)動角度量，相應(yīng)輸出模擬正余弦信號。炮耳軸解算器檢測裝置通過采集炮耳軸解算器輸出的模擬角度量，最終將其轉(zhuǎn)換為可視的數(shù)字信號。檢測原理是將炮耳軸解算器輸出的旋轉(zhuǎn)變壓器信號，通過軸角轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字全角量，送給微處理器進行旋轉(zhuǎn)角度運算并顯示，因此炮耳軸解算器檢測裝置包括：電源變換模塊、軸角轉(zhuǎn)換器模塊、數(shù)據(jù)顯示單元、控制鍵盤單元和數(shù)據(jù)處理與運算單元。

目前，對炮耳軸解算器的精度和零位檢測，主要是通過機械方式測量，具體操作是：將炮耳軸解算器安裝在坦克炮塔的耳軸孔內(nèi)，在炮管尾部固定象限儀，通過象限儀指示，將炮管調(diào)整到水平位置，此刻將炮耳軸的零位對準，并緊固炮耳軸解算器的安裝螺釘。將炮管搖走后，通過象限儀再次搖回零位，對比炮耳軸解算器是否在零位上，以檢測炮耳軸解算器零位是否滿足要求。同時炮管在俯仰向轉(zhuǎn)動角度，對比炮耳軸解算器的輸出角度值，來判斷炮耳軸解算器精度是否滿足要求。這種檢測方法具有一定的可靠度和準確度，可是操作復(fù)雜，且如果檢測出炮耳軸解算器的零位或精度有故障，需要更換解算器，就必須從炮塔上拆卸下來，增加了重復(fù)作業(yè)強度，也容易對設(shè)備造成損壞。

在國內(nèi)外關(guān)于角度檢測裝置的類型和應(yīng)用領(lǐng)域的報道中，關(guān)于針對炮耳軸解算器的電子檢測裝置的相關(guān)詳細技術(shù)內(nèi)容未見公開報道。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就是針對現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足，提供一種能夠電子檢測炮耳軸解算器精度和零位的檢測裝置。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：

所述一種炮耳軸解算器檢測裝置，其特征在于：包括電源變換模塊、軸角轉(zhuǎn)換器模塊、數(shù)據(jù)顯示單元、控制鍵盤單元和數(shù)據(jù)處理與運算單元；

所述電源變換模塊給整個檢測裝置供電，所述電源變換模塊向軸角轉(zhuǎn)換器提供15V直流電源信號，向軸角轉(zhuǎn)換器、數(shù)據(jù)處理與運算單元、數(shù)據(jù)顯示單元和控制鍵盤單元提供5V直流電源信號，所有器件共地；

所述軸角轉(zhuǎn)換器模塊將炮耳軸解算器四線旋轉(zhuǎn)變壓器信號和參考信號轉(zhuǎn)換為16位的角度數(shù)字量；

所述數(shù)據(jù)顯示單元顯示炮耳軸解算器實時輸出的角度值；以及顯示手動輸入的量綱為度分秒/密位的數(shù)據(jù)，并顯示手動輸入數(shù)據(jù)換算成量綱為密位/角度的數(shù)據(jù)值；

所述控制鍵盤單元由16個按鍵組成4行×4列矩陣，具有數(shù)字按鍵和控制按鍵，16個按鍵分別與微控制器相連，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的輸入、量綱的切換和顯示控制；

所述數(shù)據(jù)處理與運算單元采集軸角轉(zhuǎn)換器模塊輸出的16位數(shù)字量，進行對應(yīng)顯示量綱的運算，將計算結(jié)果送至數(shù)據(jù)顯示單元；所述數(shù)據(jù)處理與運算單元能夠?qū)⑹謩虞斎霐?shù)據(jù)和量綱換算后的數(shù)據(jù)，送至數(shù)據(jù)顯示單元。

進一步的優(yōu)選方案，所述一種炮耳軸解算器檢測裝置，其特征在于：電源變換模塊采用直流和交流兩種供電方式，若是直流供電，將直流電源的24V和24V地分別與檢測裝置上的直流24V正極柱和24V負極柱相連，若是交流供電，將AC220V電壓與電源變換模塊的交流電源端相連，轉(zhuǎn)換輸出24V正和24V地；電源變換模塊內(nèi)將24V正和24V地分別接入第一直流-直流電源模塊、第二直流-直流電源模塊和直流-交流變換器，第一直流-直流電源模塊輸入24V，輸出15V正、15V負和地，第二直流-直流電源模塊輸入24V，輸出5V正和地；直流-交流變換器輸入24V，輸出交流信號400Hz_H 和400Hz_L，該交流信號為電壓26V，頻率400Hz，功率20VA。

進一步的優(yōu)選方案，所述一種炮耳軸解算器檢測裝置，其特征在于：軸角轉(zhuǎn)換器模塊芯片引腳包括電源引腳、輸入信號引腳、控制引腳和數(shù)據(jù)引腳；

電源引腳給軸角轉(zhuǎn)換器模塊供電，連接關(guān)系為：引腳+15V與15V正相連、引腳-15V與15V負相連、引腳+5V與5V正相連，引腳GND與地相連，引腳RH與400Hz_H相連，引腳RL與400Hz_L相連；

輸入信號引腳與炮耳軸解算器相連，炮耳軸解算器輸出Z1、Z2余弦繞組信號和Z3、Z4正弦繞組信號經(jīng)輸入信號引腳進入軸角轉(zhuǎn)換器模塊；

控制引腳包括使能信號引腳和禁止信號引腳，與數(shù)據(jù)處理與運算單元中微控制器的控制端口相連，使能信號引腳通過微控制器控制數(shù)據(jù)引腳的輸出，禁止信號引腳通過微控制器控制數(shù)據(jù)讀??；

數(shù)據(jù)引腳由1-16位組成，數(shù)據(jù)引腳1-8位和9-16位分別與微控制器相連。

進一步的優(yōu)選方案，所述一種炮耳軸解算器檢測裝置，其特征在于：所述數(shù)據(jù)顯示單元由14個8段數(shù)碼管和4個LED數(shù)碼管組成；其中14個8段數(shù)碼管分別由上下兩排組成，上排7個8段數(shù)碼管顯示炮耳軸解算器實時輸出的角度值，能夠切換顯示對應(yīng)量綱為度分秒/密位的數(shù)據(jù)，下排7個8段數(shù)碼管顯示手動輸入量綱為度分秒/密位的數(shù)據(jù)，并顯示手動輸入數(shù)據(jù)換算成量綱為密位/角度的數(shù)據(jù)值；4個LED數(shù)碼管也由上下兩部分組成，上排8段數(shù)碼管一側(cè)有兩個LED數(shù)碼管，下排8段數(shù)碼管一側(cè)有兩個LED數(shù)碼管，分別指示顯示數(shù)據(jù)的量綱。

有益效果

本發(fā)明的整體技術(shù)效果體現(xiàn)在以下方面：

(一)在本發(fā)明中，通過連接炮耳軸解算器，轉(zhuǎn)動耳軸的轉(zhuǎn)動軸，實時輸出轉(zhuǎn)動角度量，由此實現(xiàn)自動檢測炮耳軸零位和精度的功能。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明簡便了檢測流程和減少了工作強度。

(二)在本發(fā)明中，測量精度可達優(yōu)于0.00139°或優(yōu)于0.02315mil。具有高精度和高可靠性。

(三)本發(fā)明在顯示輸出轉(zhuǎn)動角度量時，具有兩種量綱顯示模式：度(°)或密位(mil)，兩種顯示模式可相互切換。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明方便檢測人員對數(shù)據(jù)的觀測和分析，提高工作效率。

(四)本發(fā)明具有手動輸入量綱為度(°)或密位(mil)的角度數(shù)據(jù)，通過角度單位轉(zhuǎn)換計算，可得到并顯示對應(yīng)量綱為密位(mil)或度(°)的角度值。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明在檢測轉(zhuǎn)動角度同時，具備角度單位轉(zhuǎn)換計算功能。

(五)本發(fā)明具有交流220V供電或直流24V供電兩種供電模式，適應(yīng)于車上或車下電源供電，方便檢測手段。

附圖說明

圖1(a)是本發(fā)明外觀前視圖，(b)手動輸入角度數(shù)據(jù)值，(c)手動輸入密位數(shù)據(jù)圖，圖1(d)是本發(fā)明外觀后視圖。

圖1(a)各序號標識說明：1、GUN Trunnion Resolver Tester:炮耳軸解算器檢測裝置；2、Gun Trunnion Resolver Date Output：實時顯示炮耳軸解算器輸出數(shù)據(jù)，由7位8段數(shù)碼管組成，第一位為符號位，后六位為數(shù)據(jù)位；3、Degree/mil Unitconversion：顯示輸入/計算數(shù)據(jù)，由7位8段數(shù)碼管組成，第一位為符號位，后六位為數(shù)據(jù)位，顯示手動輸入的度分秒/密位數(shù)據(jù)，及其轉(zhuǎn)換后的密位/度分秒數(shù)據(jù)；4、Mil：當(dāng)炮耳軸解算器輸出數(shù)據(jù)量綱為密位時，【Mil】燈點亮；5、Degree：當(dāng)炮耳軸解算器輸出數(shù)據(jù)量綱為度分秒時，【Degree】燈點亮；6、Degree Input：當(dāng)手動輸入或計算出數(shù)據(jù)，其數(shù)據(jù)量綱為度分秒時，對應(yīng)【Degree Input】燈點亮；7、Mil Input：當(dāng)手動輸入或計算出數(shù)據(jù)，其量綱為密位時，對應(yīng)【Mil Input】燈點亮；8、【Select】按鍵：上排LED顯示切換可做密位/角度循環(huán)切換，開機默認為密位輸出；9、【Degree Input】按鍵：按下此鍵后如圖1(b)所示，通過數(shù)字鍵盤從左向右依次輸入，符號位輸入“0”為正，“—”為負；10、【Mil Input】按鍵：按下此鍵后如圖(c)所示，通過數(shù)字鍵盤從左向右依次輸入，符號位輸入“0”為正，“—”為負；11、【OK】按鍵：手動輸入完度分秒(密位)數(shù)據(jù)后，按下此鍵，可自動轉(zhuǎn)換為密位(度分秒)數(shù)值。此鍵可循環(huán)按下，循環(huán)切換顯示度分秒/密位數(shù)值，未輸入數(shù)據(jù)前，此鍵不響應(yīng)；12、【—】按鍵：手動輸入數(shù)據(jù)時，數(shù)據(jù)為負值時，符號位按下此鍵，其他位若輸入此鍵，8段數(shù)碼管會顯示“ERROR”；13、【CLR】按鍵：按下此鍵，關(guān)閉下排7位8段數(shù)碼管顯示；14、數(shù)字按鍵：由數(shù)字【0】～【9】組成，用于輸入數(shù)據(jù)。15、POWER：設(shè)備電源開關(guān)，當(dāng)開關(guān)處于位置“ON”時，接通設(shè)備電源；當(dāng)開關(guān)處于位置“OFF”時，切斷設(shè)備電源；16、機箱把手：搬運機箱時使用把手。

圖1(d)各序號標識說明：17、AC/DC：設(shè)備供電方式選擇開關(guān)，當(dāng)開關(guān)按向“AC”時，為交流供電模式；當(dāng)開關(guān)按向“DC”時，為直流供電模式，；18、DC Input：直流接線柱，選擇直流24V電源，“+”極柱接24V正，“-”極柱接24V地；19、AC Input：交流接線柱：用于輸入交流電源，選擇50Hz，220V電源，并安裝有1A保險管；20、Gun trunnion resolver：炮耳軸信號接入端，直接與炮耳軸解算器對接；21、CHINA：設(shè)備廠商標識。

圖2是本發(fā)明控制裝置的原理組成框圖。

圖3是本發(fā)明控制裝置的接口關(guān)系圖。

圖4是本發(fā)明中微控制器的工作流程圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步的詳述。

本發(fā)明提出的炮耳軸解算器檢測裝置，包括電源變換模塊、軸角轉(zhuǎn)換器模塊、數(shù)據(jù)顯示單元、控制鍵盤單元和數(shù)據(jù)處理與運算單元。

電源變換模塊負責(zé)給整個檢測裝置供電，供電方式有直流和交流兩種，通過裝置上的選擇開關(guān)來決定使用直流或交流供電方式。直流供電即，將直流電源的24V和24V地分別與檢測裝置上的直流24V正極柱和24V負極柱相連；交流供電模式即，AC220V電壓與裝置的交流電源端相連，通過交流-直流電源，轉(zhuǎn)換輸出24V正和24V地。

將24V正和24V地分別接入第一直流-直流電源、第二直流-直流電源和直流-交流變換器，其中直流-直流電源1輸入24V，輸出15V正、15V負和地，直流-直流電源2輸入24V，輸出5V正和地；直流-交流變換器輸入24V，輸出交流信號400Hz_H和400Hz_L，此交流信號為電壓26V，頻率400Hz，功率20VA。

15V正和15V負接入軸角轉(zhuǎn)換器，5V正給軸角轉(zhuǎn)換器、數(shù)據(jù)處理與運算單元、數(shù)據(jù)顯示單元和控制鍵盤單元的芯片器件供電，所有器件共地。

軸角轉(zhuǎn)換器模塊將炮耳軸解算器四線旋轉(zhuǎn)變壓器信號和參考信號轉(zhuǎn)換為16位的角度數(shù)字量。軸角轉(zhuǎn)換器模塊芯片引腳包括電源引腳、輸入信號引腳、控制引腳和數(shù)據(jù)引腳。

電源引腳給軸角轉(zhuǎn)換器模塊供電，連接關(guān)系為：引腳+15V與15V正相連、引腳-15V與15V負相連、引腳+5V與5V正相連，引腳GND與地相連，引腳RH與400Hz_H相連，引腳RL與400Hz_L相連。

輸入信號引腳與炮耳軸解算器相連，炮耳軸解算器輸出Z1Z2余弦繞組和Z3Z4正弦繞組，其中引腳S1與Z1相連，引腳S3與Z2相連，引腳S2與Z3相連，引腳S4與Z4相連。

控制引腳包括：使能信號引腳和禁止信號引腳與數(shù)據(jù)處理與運算單元的微控制器的控制端口相連，其中使能信號引腳與微控制器端口P3.5相連，當(dāng)輸入邏輯‘1’時，數(shù)據(jù)引腳1-8位輸出端為高阻態(tài)，當(dāng)輸入邏輯‘0’時，數(shù)據(jù)引腳1-8位輸出端輸出數(shù)據(jù)；使能信號引腳與微控制器端口P3.4相連，當(dāng)輸入邏輯‘1’時，數(shù)據(jù)引腳9-16位輸出端為高阻態(tài)，當(dāng)輸入邏輯‘0’時，數(shù)據(jù)引腳9-16位輸出端輸出數(shù)據(jù)；禁止信號引腳與微控制器端口P3.3相連，當(dāng)輸入邏輯‘0’時，延遲600ns后，鎖存器內(nèi)數(shù)據(jù)穩(wěn)定，可讀取數(shù)據(jù)，當(dāng)輸入邏輯‘1’時，鎖存器進行數(shù)據(jù)更新，此時禁止讀取數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)引腳由1-16位組成，引腳‘1’代表最高位，‘16’代表最低位。數(shù)據(jù)引腳1-8位和9-16位分別與微控制器的P0端口相連。

數(shù)據(jù)顯示單元顯示炮耳軸解算器實時輸出的角度值；以及顯示手動輸入的量綱為度分秒/密位的數(shù)據(jù)，并顯示手動輸入數(shù)據(jù)換算成量綱為密位/角度的數(shù)據(jù)值。

所述數(shù)據(jù)顯示單元由14個8段數(shù)碼管和4個LED數(shù)碼管組成；其中14個8段數(shù)碼管分別由上下兩排組成，上排7個8段數(shù)碼管顯示炮耳軸解算器實時輸出的角度值，能夠切換顯示對應(yīng)量綱為度分秒/密位的數(shù)據(jù)，下排7個8段數(shù)碼管顯示手動輸入量綱為度分秒/密位的數(shù)據(jù)，并顯示手動輸入數(shù)據(jù)換算成量綱為密位/角度的數(shù)據(jù)值；4個LED數(shù)碼管也由上下兩部分組成，在上排8段數(shù)碼管的右側(cè)有上下兩個LED數(shù)碼管，上方的【mil】LED數(shù)碼管‘亮’代表上排8段數(shù)碼管數(shù)據(jù)為密位數(shù)據(jù)顯示，下方的【Degree】LED數(shù)碼管‘亮’代表上排8位數(shù)碼管數(shù)據(jù)為度分秒數(shù)據(jù)顯示，在下排8段數(shù)碼管的右側(cè)有上下兩個LED數(shù)碼管，上方的【Degree Input】LED數(shù)碼管‘亮’代表下排8段數(shù)碼管數(shù)據(jù)為度分秒數(shù)據(jù)顯示，下方的【mil Input】LED數(shù)碼管‘亮’代表下排8位數(shù)碼管數(shù)據(jù)為密位數(shù)據(jù)顯示。

14個8段數(shù)碼管的‘a(chǎn)’‘b’‘c’‘d’‘e’‘f’‘g’‘dp’分別共接，與可編程邏輯器件8個輸出端口相連，在可編程邏輯器件內(nèi)部做15位地址編碼器、15個鎖存器和緩沖器，實現(xiàn)將14個8段數(shù)碼管和控制LED數(shù)碼管的數(shù)據(jù)分別存儲在緩沖器中，當(dāng)某個8段數(shù)碼管‘com’端口選中時，將對應(yīng)的緩沖器內(nèi)的數(shù)據(jù)送給8段數(shù)碼管，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的顯示；當(dāng)LED控制端選中，將LED緩沖器內(nèi)的低4位數(shù)分別對應(yīng)4個LED，LED對應(yīng)數(shù)據(jù)為‘1’時滅，為‘0’時亮。

將微控制器的P2.4～P2.7分別與可編程邏輯器件的4個輸入端口相連，在可編程邏輯器件內(nèi)部實現(xiàn)15位地址編碼器，可輸出15個地址分別與微控制器的寫控制信號經(jīng)過與非門，連接至鎖存器的數(shù)據(jù)鎖存端口，控制何時將微控制器的P0口輸出的8段數(shù)碼管數(shù)據(jù)和4個LED燈數(shù)據(jù)鎖存至74377鎖存器內(nèi)。

14個8段數(shù)碼管的‘com’端，與可編程邏輯器件14個輸出端口相連，在可編程邏輯器件內(nèi)部做分頻處理，引入晶振頻率，其頻率為11.0592MHz，先進行200分頻后頻率為11059200Hz/200＝55296Hz，再通過15個D觸發(fā)器、14個異或門和1個非門等邏輯搭建15選1的邏輯，即14個8段數(shù)碼管依次選中，和一個復(fù)位端清除D觸發(fā)器所有輸出，其顯示的頻率為55296Hz/15＝3686.4Hz，即0.27ms，遠小于人眼分辨的頻率。當(dāng)8段數(shù)碼管的com端口選中時，會將74377鎖存器輸出的數(shù)據(jù)通過單向緩沖器送至對應(yīng)8段數(shù)碼管的‘a(chǎn)’、‘b’、‘c’、‘d’、‘e’、‘f’、‘g’、‘dp’引腳，顯示對應(yīng)的數(shù)碼值。第15個緩沖器的使能端置使能，將第15個74377鎖存器內(nèi)的數(shù)據(jù)分別經(jīng)過電阻送至4 個LED燈的陰極，LED燈陽極連接5V。

控制鍵盤單元由16個按鍵組成4行×4列矩陣，具有數(shù)字按鍵和控制按鍵，16個按鍵分別與微控制器相連，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的輸入、量綱的切換和顯示控制。

4根行線分別用H1～H4標識，4根列線用L1～L4標識，H1～H4分別與微控制器的P1.0～P1.3引腳相連，L1～L4分別與可編程邏輯器件4個輸入口相連，與微控制器的P1.4～P1.7引腳相連，同時通過4個上拉電阻與5V相連。L1～L4的信號輸入至可編程邏輯器件內(nèi)經(jīng)過與門，輸出INTO信號與微控制器的外部中斷0引腳相連，當(dāng)L1～L4全為高電平時，INT0輸出高電平，當(dāng)L1～L4中任何一個信號為低電平時，INT0輸出低電平，從而觸發(fā)微控制器進入外部中斷。

程序初始化時，給微控制器P1端口置數(shù)，P1＝0xf0，則H1～H4均為高電平，L1～L4均為低電平，當(dāng)矩陣鍵盤中任一按鍵按下后，H線與L線連接，H線電平被拉低，INTO輸出低電平，觸發(fā)微控制器進入外部中斷，在外部中斷程序中，將按鍵按下標志位flag_key置1，在主函數(shù)的循環(huán)體中，每次判斷若flag_key＝＝1，則進行矩陣鍵盤掃描和按鍵編碼，返回按下按鍵對應(yīng)的編碼值down，按鍵編碼值down的范圍為1～16，主程序循環(huán)體中判斷若down?。?，則進入keycontrl(down)函數(shù)，在keycontrl(down)函數(shù)中，根據(jù)按鍵編碼值，通過switch-case函數(shù)，選擇對應(yīng)處理函數(shù)進行數(shù)據(jù)計算。按下【SELECT】按鍵，對應(yīng)case1，程序進入ledCnv()函數(shù)，對軸角解算器實時顯示標志位flag1取反；按下【Degree Input】按鍵如圖1(b)所示，對應(yīng)case2，進入ledAngle()函數(shù)，將下排8位數(shù)碼管顯示標志位flag2＝1，表示下排8位數(shù)碼管顯示角度數(shù)據(jù)，同時下排數(shù)碼管顯示量綱標志位f_led2＝0x01，下排的Degree Input燈亮，下排輸入數(shù)據(jù)計數(shù)器led2_counter＝7。按下【mil Input】按鍵如圖1(c)所示，對應(yīng)case3，進入ledMils()函數(shù)，將下排8位數(shù)碼管顯示標志位flag2＝0，表示下排8位數(shù)碼管顯示密位數(shù)據(jù)，同時下排數(shù)碼管顯示量綱標志位f_led2＝0x00，下排的mil Input燈亮，下排輸入數(shù)據(jù)計數(shù)器led2_counter＝7。按下【OK】按鍵，對應(yīng)case4，進入ledEnt()函數(shù)，若flag2＝＝1，則此刻為角度數(shù)據(jù)，需要進行角度到密位的轉(zhuǎn)換運算，同時將標志位flag2＝0和f_led2＝0x00；若flag2＝＝0，則此刻為密位數(shù)據(jù)，需要進行密位到角度的轉(zhuǎn)換運算，同時將標志位flag2＝1和f_led2＝0x01。按下【CLR】按鍵，對應(yīng)case8，進入ledClr()函數(shù)，將下排8位數(shù)碼管全部熄滅，同時f_led2＝0xff。剩余按鍵包括：按下【0】按鍵，對應(yīng)case13，進入led2_key_Buf(0)函數(shù)，將“0”在對應(yīng)位置顯示；按下【1】按鍵，對應(yīng)case14，進入led2_key_Buf(1)函數(shù)，將“1”在對應(yīng)位置顯示；按下【2】按鍵，對應(yīng)case15，進入led2_key_Buf(2)函數(shù)，將“2”在對應(yīng)位置顯示；按下【3】按鍵，對應(yīng)case16，進入led2_key_Buf(3)函數(shù)，將“3”在對應(yīng)位置顯示；按下【4】按鍵，對應(yīng)case9，進入led2_key_Buf(4)函數(shù)，將“4”在對應(yīng)位置顯示；按下【5】按鍵，對應(yīng)case10，進入led2_key_Buf(5)函數(shù)，將“5”在對應(yīng)位置顯示；按下【6】按鍵，對應(yīng)case11，進入led2_key_Buf(6)函數(shù)，將“6”在對應(yīng)位置顯示；按下【7】按鍵，對應(yīng)case10，進入led2_key_Buf(7)函數(shù)，將“7”在對應(yīng)位置顯示；按下【8】按鍵，對應(yīng)case5，進入led2_key_Buf(8)函數(shù)，將“8”在對應(yīng)位置顯示；按下【9】按鍵，對應(yīng)case6，進入led2_key_Buf(9)函數(shù)，將“9”在對應(yīng)位置顯示；按下【-】按鍵，對應(yīng)case7，進入led2_key_Buf(10)函數(shù)，將“-”在對應(yīng)位置顯示；手動輸入按鍵通過計數(shù)器led2_counter來控制，每輸入一個數(shù)字，進入led2_key_Buf()函數(shù)中，計數(shù)器led2_counter--，當(dāng)led2_counter＝＝0時，則進入error()函數(shù)，將下排數(shù)碼管顯示“ERRO”字符。

數(shù)據(jù)處理與運算單元采集軸角轉(zhuǎn)換器模塊輸出的16位數(shù)字量，進行對應(yīng)顯示量綱的運算，將計算結(jié)果送至數(shù)據(jù)顯示單元；所述數(shù)據(jù)處理與運算單元能夠?qū)⑹謩虞斎霐?shù)據(jù)和量綱換算后的數(shù)據(jù)，送至數(shù)據(jù)顯示單元。

如圖4所示，在主程序的循環(huán)體中，先獲取軸角轉(zhuǎn)換器模塊輸出的16位數(shù)字量xsz_out，即xsz_out＝xszout()，在xszout()函數(shù)中，將信號讀取微控制器P0口數(shù)據(jù)到高數(shù)據(jù)字節(jié)dataH，即dataH＝P0,將信號讀取微控制器P0口數(shù)據(jù)到低數(shù)據(jù)字節(jié)dataL，即dataL＝P0，最后將信號將高數(shù)據(jù)字節(jié)和低數(shù)據(jù)字節(jié)合并為xsz_out＝dataL+(dataH<<8)。

然后判斷，若flag1＝＝0，則上排數(shù)碼管顯示實時輸出軸角數(shù)據(jù)的量綱為密位，進入milout(xsz_out)函數(shù)，若(xsz_out>＝0x0000)并且(xsz_out<0xAAAA)，則數(shù)據(jù)為正數(shù)，數(shù)碼管最高位符號位為“0”；若(xsz_out>＝0xAAAA)并且(xsz_out<＝0xffff)，則數(shù)據(jù)為負數(shù)，數(shù)碼管最高位符號位為“-”，xsz_out＝0x10000-xsz_out；將xsz_out＝xsz_out×0.0228881836，分離出整數(shù)位和小數(shù)位，保留小數(shù)點后兩位，并且對小數(shù)點后第三位數(shù)執(zhí)行四舍五入，將數(shù)據(jù)逐一轉(zhuǎn)換成8段數(shù)據(jù)管對應(yīng)顯示數(shù)據(jù)，分別存放于數(shù)組寄存器led1_buffer[0]～led1_buffer[6]；若flag1＝＝1，則上排數(shù)碼管顯示實時輸出軸角數(shù)據(jù)的量綱為度分秒，進入angleout(xsz_out)函數(shù)，若(xsz_out>＝0x0000)并且(xsz_out<0xAAAA)，則數(shù)據(jù)為正數(shù)，數(shù)碼管最高位符號位為“0”；若(xsz_out>＝0xAAAA)并且(xsz_out<＝0xffff)，則數(shù)據(jù)為負數(shù)，數(shù)碼管最高位符號位為“-”，xsz_out＝0x10000-xsz_out；將xsz_out＝xsz_out×0.001373291，分離出度、分、秒，對秒的小數(shù)點后第一位執(zhí)行四舍五入，將數(shù)據(jù)逐一轉(zhuǎn)換成8段數(shù)據(jù)管對應(yīng)顯示數(shù)據(jù)，分別存放于數(shù)組寄存器led1_buffer[0]～led1_buffer[6]。

判斷若flag_key＝＝1，則掃描矩陣鍵盤，記錄按下的按鍵值，并進行相應(yīng)函數(shù)的處理，并將下排數(shù)碼管顯示數(shù)據(jù)分別存放于數(shù)組寄存器led2_buffer[0]～led2_buffer[6]。

最后將數(shù)組寄存器led1_buffer[0]～led1_buffer[6]，led2_buffer[0]～led2_buffer[6]中的數(shù)據(jù)，分別寫入可編程邏輯器件的14個鎖存器，同時判斷標志位，若(flag1＝＝0)并且(f_led2＝＝0x00)，則LED寄存器ds＝0xf6，并寫入可編程邏輯器件的第15個鎖存器，對應(yīng)【mil】燈和【mil Input】LED燈亮；若(flag1＝＝0)并且(f_led2＝＝0x01)，則LED寄存器ds＝0xfa，并寫入可編程邏輯器件的第15個鎖存器，對應(yīng)【mil】燈和【Degree Input】LED燈亮；若(flag1＝＝0)并且(f_led2＝＝0x00)，則LED寄存器ds＝0xf5，并寫入可編程邏輯器件的第15個鎖存器，對應(yīng)【Degree】燈和【mil Input】LED燈亮；若(flag1＝＝1)并且(f_led2＝＝0x01)，則LED寄存器ds＝0xf9，并寫入可編程邏輯器件的第15個鎖存器，對應(yīng)【Degree】燈和【Degree Input】LED燈亮；若(flag1＝＝0)并且(f_led2＝＝0xff)，則LED寄存器ds＝0xfe，并寫入可編程邏輯器件的第15個鎖存器，對應(yīng)【mil】燈亮；若(flag1＝＝1)并且(f_led2＝＝0xff)，則LED寄存器ds＝0xfd，并寫入可編程邏輯器件的第15個鎖存器，對應(yīng)【Degree】燈亮。

根據(jù)上面對裝置的描述，下面結(jié)合圖1、圖2、圖3和圖4，對本發(fā)明的操作方法和工作原理作進一步詳述：

步驟1，本發(fā)明實施例包括炮耳軸解算器、電氣連接電纜和檢測裝置。將炮耳軸解算器固定在檢測支架板上，用電氣連接電纜，直接將炮耳軸解算器與檢測裝置的Gun trunnion resolver端口相連。將220V交流電源與設(shè)備的AC Input相連(或?qū)?4V直流電源與設(shè)備的DC Input相連)，將AC/DC開關(guān)切換到AC(或DC)，POWER開關(guān)打到“ON”，開機默認密位顯示，Gun Trunnion Resolver Date Output顯示炮耳軸解算器輸出密位數(shù)據(jù)，【Mil】燈亮，【Degree】燈滅，轉(zhuǎn)動炮耳軸解算器的轉(zhuǎn)動軸，實時刷新顯示數(shù)據(jù)，按下【SELECT】按鍵，切換到炮耳軸解算器輸出顯示度分秒數(shù)據(jù)，【Degree】燈亮，【Mil】燈滅?？蓹z測炮耳軸解算器輸出的精度和零位值，檢測的范圍是-30°～+60°，檢測精度優(yōu)于0.00139°。本實施例中，使用的激磁電源型號為J20-S24C26IC，軸角轉(zhuǎn)換模塊型號為16XSZ3412-02/7，連接炮耳軸解算器的接插件型號為Y11P-1210ZJ10。

步驟2，按下【Degree Input】按鍵，Degree/mil Unitconversion顯示如圖1(b)所示，Degree Input燈亮，依次按下0、3、0、2、5、4、2，表示輸入數(shù)據(jù)為30°25′42″，按下【OK】按鍵，顯示數(shù)據(jù)為00507.14，【Degree Input】燈滅,【Mil Input】燈亮，即計算出30°25′42″對應(yīng)507.14密位。按下【CLR】按鍵，Degree\mil Unitconversion滅，Degree Input燈滅,Mil Input燈滅。

步驟3，檢測裝置內(nèi)分為激磁電源、電源轉(zhuǎn)換模塊、軸角轉(zhuǎn)換模塊、微控制器、可編程邏輯器、送顯及周圍電路、顯示屏和按鍵區(qū)。如圖2控制裝置接口關(guān)系圖所示，電源轉(zhuǎn)換模塊組輸入直流24V，輸出直流±15V和直流5V電壓，提供給各芯片和模塊；激磁電源輸入直流24V，輸出交流26V，頻率為400Hz的電壓信號，提供給炮耳軸解算器和軸角轉(zhuǎn)換模塊；炮耳軸解算器根據(jù)轉(zhuǎn)動的角度量，輸入激磁電源的參考信號，輸出模擬正余弦信號S1、S2、S3和S4，提供給軸角轉(zhuǎn)換模塊；微控制器連接軸角轉(zhuǎn)換模塊的控制引腳端，控制模塊分別輸出角度的低8位和高8位數(shù)字量，微控制器將高8位和低8位數(shù)字量組合成16位數(shù)字量uint xsz_out，默認輸出量綱為mil(密位)，進入密位顯示計算，首先判斷xsz_out的取值范圍，若在[0x0000,0xΑΑΑΑ]區(qū)間內(nèi)，輸出數(shù)據(jù)為正，Gun Trunnion Resolver Date Output的符號位顯示為“0”，對應(yīng)的送顯FPGA 寄存器設(shè)置為led1_buffer[6]＝0x3f，若在(0xΑΑΑΑ,0xFFFF]區(qū)間內(nèi)，輸出數(shù)據(jù)為負，Gun Trunnion Resolver Date Output的符號位顯示為“-”，給對應(yīng)的FPGA寄存器設(shè)置為led1_buffer[6]＝0x40，同時計算xsz_out＝0x10000-xsz_out，因為軸角轉(zhuǎn)換模塊輸出[0x0000,0xFFFF]共65536個碼值分別對應(yīng)(-500mil,1000mil],則1個碼值對應(yīng)0.02288818，m計il算輸出的值float xsz_mil，xsz_mil＝xsz_out×0.02288818mil，xsz_mil保留小數(shù)點后兩位且將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的BCD碼，分別寫入FPGA的1～7數(shù)據(jù)寄存器，在FPGA中建立14分頻模塊、14個數(shù)據(jù)寄存器和14個數(shù)據(jù)送顯模塊，14分頻模塊輸入晶振的頻率，將晶振頻率依次分配給14個數(shù)據(jù)送顯模塊，使其將對應(yīng)數(shù)據(jù)寄存器中的數(shù)據(jù)送給LED數(shù)碼管。若角度數(shù)據(jù)輸出，65536個碼值分別對應(yīng)(-30°,60°]，則1個碼值對應(yīng)0.00137329°，計算輸出的值float xsz_angle,xsz_angle＝xsz_out×0.00137329°,分別計算出度、分、秒對應(yīng)的數(shù)據(jù)，寫入FPGA的1～7數(shù)據(jù)寄存器，數(shù)據(jù)送顯模塊會將寄存器中的數(shù)據(jù)刷新至LED數(shù)碼管。14分頻模塊只要保證循環(huán)周期<20ms，人眼看數(shù)碼管就不會有數(shù)據(jù)閃爍的感覺。

步驟3，4×4矩陣鍵盤的4根行線連接微控制器控制端口，拉為低電平，4根列線連接FPGA的4個I/O輸入口，經(jīng)過與門輸出至FPGA的I/O輸出口，與微控制器的外部中斷相連。當(dāng)沒有按鍵按下時，與門輸出高電平，當(dāng)按下任意按鍵后，與門輸出低電平使微控制器進入中斷響應(yīng)函數(shù)，執(zhí)行鍵盤掃描程序，確定鍵編碼＝行掃描值+列掃描值，判斷鍵編碼進入相應(yīng)的處理程序，共有16種鍵編碼及其處理函數(shù)。

步驟4，在角度單位轉(zhuǎn)換計算單元中，按下【Angle Input】按鍵，微控制器響應(yīng)按鍵消息，Angle Input燈亮，置標志位flag2＝1，Degree\mil Unitconversion如圖1(b)所示，點亮“度”“分”“秒”的led分隔點，同時設(shè)置數(shù)據(jù)輸入計數(shù)器led2_counter＝7,手動點擊鍵盤區(qū)，續(xù)輸入7個按鍵，Degree\mil Unitconversion依次從左向右顯示對應(yīng)數(shù)據(jù)，每輸入一個按鍵，計數(shù)器自減led2_counter--，同時將數(shù)據(jù)的BCD碼對應(yīng)存入FPGA的8～14數(shù)據(jù)寄存器。首先輸入符號位，若輸入“正數(shù)”時，按下【0】，若輸入負數(shù)，按下【—】，然后輸入兩位角度值，兩位角分值，兩位角秒值，輸入完成后，按下【OK】按鍵，程序執(zhí)行轉(zhuǎn)換計算，根據(jù)標志位flag2為1可知需要執(zhí)行角度值轉(zhuǎn)換為密位值計算，依據(jù)角度密位關(guān)系：360°＝6000mil，即1°＝16.66667mil，可計算出轉(zhuǎn)換后的密位值，再計算出的密位值保留小數(shù)點后兩位，將數(shù)據(jù)對應(yīng)寫入FPGA的8～14數(shù)據(jù)寄存器，通過FPGA數(shù)據(jù)送顯模塊，將8～14數(shù)據(jù)寄存器依次送入Degree\mil Unitconversion的LED數(shù)碼管，同時Angle Input燈滅，mil Input燈亮,置標志位flag2＝0。同理，按下【Mil Input】按鍵，微控制器響應(yīng)按鍵消息，Mil Input燈亮，置標志位flag2＝0，Degree\mil Unitconversion如圖1(c)所示，點亮“個位led分隔點，同時設(shè)置數(shù)據(jù)輸入計數(shù)器led1_counter＝7,手動點擊鍵盤區(qū)，續(xù)輸入7個按鍵，Degree\mil Unitconversion依次從左向右顯示對應(yīng)數(shù)據(jù)，每輸入一個按鍵，計數(shù)器自減led1_counter--，同時將數(shù)據(jù)的BCD碼對應(yīng)存入FPGA的8～14數(shù)據(jù)寄存器。首先輸入符號位，若輸入“正數(shù)”時，按下【0】，若輸入負數(shù)，按下【—】，然后小數(shù)點前輸入四位整數(shù)，小數(shù)點后輸入兩位數(shù)據(jù)，輸入完成后，按下【OK】按鍵，程序執(zhí)行轉(zhuǎn)換計算，根據(jù)標志位flag2為0可知需要執(zhí)行密位值轉(zhuǎn)換為角度值計算，依據(jù)密位角度關(guān)系：6000mil＝360°，即1mil＝0.06°，可計算出轉(zhuǎn)換后的角度值，再計算出“角度”“角分”“角秒”的數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)對應(yīng)寫入FPGA的8～14數(shù)據(jù)寄存器，通過FPGA數(shù)據(jù)送顯模塊，將8～14數(shù)據(jù)寄存器依次送入Degree/mil Unitconversion的LED數(shù)碼管，同時mil Input燈滅，Angle Input燈亮,置標志位flag2＝1。

步驟5，點擊【CLR】按鍵，微控制器相應(yīng)按鍵中斷，將寫入FPGA的8～14數(shù)據(jù)寄存器中數(shù)據(jù)清零，且【mil Input】燈滅，【Angle Input】燈滅。