上期已經和大家詳細講解了新型軍用發電機組控制器的硬件組成以及主控制板，本期重點針對電量采集模塊/油機參數采集模塊/顯示模塊以及控制器的軟件設計深入學習。

一、電量采集模塊

　　電量采集模塊采用珠海巨力生產的高精度三相電能專用計量芯片ATIT022b,它適用于三相三線和三相四線系統中。它集成了六路二階 sigma—deltaADC、參考電壓電路以及所有功率、能量、有效值、功率因數以及頻率測量的數字信號處理等電路。具有SPI接口，方便與外部MCU通訊，單 +5V供電，有很高的精度，在輸人動態工作范圍（10000:1）內，非線性測量誤差小于0.1%.在此模塊的設計中，電流量和電壓量采集都采用了隔離傳感器，這樣不同的模塊同時使用時不會相互干擾。電量采集模塊的電氣原理，如下圖：

　　圖電量采集模塊

　　二、油機參數采集模塊

　　油機參數采集模塊以美國微芯公司的八位單片機 PIC16F887為核心，它是采用納瓦技術的增強型的8位CMOS閃存單片機，內部具有高精度內部振蕩器，并且可通過軟件選擇的頻率范圍為：31kHz至8MHz,具有上電復位功能和內部看門狗，片內具有高耐用性閃~/EEPROM單元，其中有8192字可承受1O萬次擦寫的閃存，以及有256字節可承受 1000萬次擦寫 EEPROM,這兩種存儲器的數據保持時間大于40年，10位分辨率和 14個通道A/1）轉換器。

　　由于具有這么豐富的資源，減少了外部元器件，大大降低了系統的成本，并且提高了系統的集成度。柴機油溫和水溫的采集采用美國DALLAS公司生產的數字溫度傳感器DS18B20,具有一55一+125%的采量范圍，精度高達 ±0.5℃。其他量的采集使用PIC16F887自帶A/D轉換器直接轉化為數字量，通過 PIC16F887自帶的串行通訊接口SPI與主控制板傳輸數據。一組油機參數采集的電氣原理圖，如圖3所示。其中，開關量可以接高電平，也可以接低電平，并且每個模塊可以提供8路開關量輸人，用戶可以在程序中自行定義其功能。

　　三、顯示模塊

　　本控制器的人機對話界面具有豐富的選擇，更加靈活，更加人性化。如果用戶為了節省成本，可以不選擇顯示模塊，只需在一臺 PC機上安裝免費提供的客戶端軟件，把主控制器和 PC機連接起來。連接方式近距離可以選擇 RS232或USB直接連接，遠距離可以選擇 RS8Czrbeee連接方式。但是這種遠距離連接末端必須加裝轉換器才能跟PC機連接，此轉接器能夠把R45CiS8、AN和無線通信zgbeee轉換為USB接口，通過USB接口與PC機連接。

　　無論采用什么方式一旦把主控制板和Pc機建立了連接，就可以把柴油發電機組系統的所有參數和工作狀態顯示在PC機的屏幕上，并且可以實現對柴油發電機組的控制，比如開關機功能、雙路電源互相切換、調節發電機的輸出電壓、調節柴油機的轉速和設置各個參數的保護值等等，都可以通過在Pc機的屏幕上點擊鼠標輕松實現控制和操作。

　　圖油機參數采集模塊

　　另一方面，又設計了兩種數顯控制屏：一種為嵌入式安裝的數顯控制屏；另一種為手持式的數顯控制屏。兩者的顯示屏都采用下一代顯示技術（有機發光顯示技術）OLED顯示屏屏幕的尺寸為28i，16OOO萬色，240×320像素分辨率。OLED顯示屏具有重量輕、成本低、低溫性能好、壽命長、視界寬闊、功耗低和在陽光下不受影響的特點，克服了液晶屏低溫性能差、視角小、在陽光下模糊不清的缺點，以及真空熒光數碼管易碎、抗震性能差、壽命短、功耗大缺點。所以，能夠滿足軍品對環境、性能和可靠性的苛刻要求。在按鍵的設計中都采用電容式觸摸按鍵，按鍵的控制芯片選用美國賽普拉斯半導體公司（CpesssSmiodco）YC1×3SCyrecnutr的C824系列Po器件，它基于賽普拉斯半導體公司的CapSenseTM技術。PSoC器件能夠利用簡單的觸摸控制器來取代許多機械式開關和控制器。與功能相同的機械式產品相比，基于CapSense的"按鈕"和滑動觸頭控制器的可靠性更高，這是由于它們對環境磨損和撕裂具有很強的耐受力，而這些外來作用很容易破壞裸露的按鈕和開關，非常適合軍品野外的工作環境。

　　再加上靈巧簡潔的外觀，使得數顯控制屏的界面更加精美，給用戶非凡的體驗和感受。嵌入式安裝的數顯控制屏與主控制板的連接采用 RS232連接，而手持式的數顯控制屏則采用無線通信zigbeee連接方式，并且里面帶有 12000mAh,3.7V的鋰電池，還嵌入了電池充電芯片，最遠通信距離為1000m.

這兩種數顯控制器的核心控制芯片為韓國 sa—msung公司生產的 16/32位 RISC處理器。S3C44BOX,它采用了ARM7TDMI內核，0.25um的工藝，而采用嵌入式操作系統為i~CLinux.在這種數顯控制器上都可以實現柴油發電機組系統的所有參數和工作狀態的顯示，以及對柴油發電機組的控制，并且采用中文顯示方式。

     
    四、新型軍用發電機組控制器的軟件設計

　　由于本控制器的硬件設計中，使用了多個系列的微控制器芯片，并且還有在PC機上運行的客戶端軟件，所有軟件的設計也比較繁瑣和復雜。本系統是實時系統，不能有延遲現象，所以主控制板、有機參數采集模塊和數顯控制屏的程序都采用匯編語言進行編寫。由于它們所對應的微處理器不一樣，所以每種都采用各自的匯編語言進行編寫，使它們所用的程序代碼最短最有效。在PC機上運行的客戶端軟件，采用VB編寫。

綜上所述，新型軍用柴油發電機組控制器的設計，始終圍繞著軍用這個主題，采用了一些新技術、新思路和新器件，彌補一些現有柴油發電機組控制器在軍用條件使用中的缺憾，使它能夠滿足軍用環境苛刻條件對產品的考驗，為我軍現代化裝備事業貢獻一份力量。

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