火控計算機接口電路的設(shè)計
火控計算機是整個火力控制系統(tǒng)的重要組成部分,如同人體的大腦,也是連接火力控制系統(tǒng)中搜索跟蹤系統(tǒng)和武器瞄準系統(tǒng)的中間環(huán)節(jié)。作戰(zhàn)過程中,火控計算機實時接收搜索跟蹤系統(tǒng)采集到的目標諸元,根據(jù)目標的運動軌跡和配置火炮的彈道射表,完成對射擊諸元的實時解算,同時控制武器瞄準系統(tǒng)對目標實施有效的射擊。因此火控計算機的對外接口關(guān)系比較復(fù)雜,本文主要講述了某型火控系統(tǒng)中火控計算機接口電路的硬件設(shè)計。
1 接口電路的設(shè)計
由于本火控計算機中接口數(shù)量比較繁多,而且種類也不同,為了便于描述,對本系統(tǒng)中的接口分為兩類:通訊接口,控制接口。
1.1 通訊接口
本火控計算機中通訊接口主要有:(1)接收本雷達或異地雷達現(xiàn)在點方位角和高低角的串口;(2)接收雷達距離,激光距離,雷達狀態(tài)等參數(shù)的并口。不同接口所匹配的接口電路也不同。
由于火控計算機中主CPU的串口為標準的RS232口,輸出TIA/EIA-232-F電平,而跟蹤系統(tǒng)中使用的是單片機,輸出電平是TTL電平,如圖1串口匹配電路,利用max232進行電平轉(zhuǎn)換,該器件包含2個驅(qū)動器、2個接收器和一個電壓發(fā)生器電路提供TIA/EIA-232-F電平。該器件符合TIA/EIA-232-F標準,每一個接收器將TIA/EIA-232-F電平轉(zhuǎn)換成TTL/CMOS電平。每一個發(fā)送器將TTL/CMOS電平轉(zhuǎn)換成TIA/EIA-232-F電平。同時為了保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏蚀_性,可靠性,提高抗干擾性,將串口中的接收信號RX通過96F175和發(fā)送信號TX通過96F174轉(zhuǎn)換成差分形式,再進行傳輸。
在任何作戰(zhàn)模式下,主CPU都要實時接受或發(fā)送不同的數(shù)據(jù),也就是說同時會有多組數(shù)據(jù)掛在主CPU的16位數(shù)據(jù)總線上,這就需要把暫時不需要的數(shù)據(jù)進行鎖存。如圖2并口匹配電路,74HCT373為三態(tài)輸出的八D鎖存器,輸出端Q0~Q7可直接與總線相連。當三態(tài)允許控制端OE為低電平時,Q0~Q7為正常邏輯狀態(tài),可用來驅(qū)動負載或總線。當OE為高電平時,Q0~Q7呈高阻態(tài),既不驅(qū)動總線,也不為總線的負載,但鎖存器內(nèi)部的邏輯操作不受影響。當鎖存允許端LE為高電平時,Q隨數(shù)據(jù)D而變。當LE為低電平時,Q被鎖存在已建立的數(shù)據(jù)電平。
圖2:并口匹配電路
本電路中鎖存允許端LE固定為高電平,三態(tài)允許控制端OE的控制由主CPU決策,具體控制過程見控制接口部分。
1.2 控制接口
控制接口主要有便于戰(zhàn)士操作使用的各種狀態(tài)量的顯示控制,具體顯示單元在操控面板或連指揮箱面板,以及對數(shù)據(jù)接口的分時復(fù)用的控制。
指戰(zhàn)員在操作過程中需要隨時了解系統(tǒng)的各種狀態(tài),以便于做出正確的判斷,所以火控計算機要將各種狀態(tài)量,比如跟蹤、搜索、有諸元、無諸元、回波、剔點、故障等信息實時指示到操作手和連長面前。所以顯示指示的控制就顯得尤為重要,要做到快速、準確。
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