1装置硬件设计
1.1光电隔离及电平转换电路
各航海仪器与装置的连接主要是通过RS232或RS485，电路的设计为了考虑装置的通用性，设置了两种电平转换电路。考虑到装置的安全，设计了光电隔离电路及将串行信号转换为TTL信号[3]。电路如图2所示。
1.2液晶驱动及显示电路
市面上8段数码显示电路众多，考虑到装置使用环境多在露天，8段数码管的显示效果不如液晶显示效果，装置的数据显示采用1621芯片作为驱动，用于显示采集到的数据[4]。
1.3CAN总线控制电路
装置采集到的信息采用CAN总线的形式进行共享分发，本文设计的CAN总线控制电路采用Philips公司生产的CAN微控制器SJA1000，该控制器符合CAN2.0B协议，完全兼容PCA82C200；支持29位标识符模式，有64B的接收缓冲区、能通过验收屏蔽码寄存器和验收码寄存器对标准帧或扩展帧进行单向/双向接收滤波；对CAN总线上的每一个错误可进行错误中断；可通过检测具体位来仲裁丢失中断等特性。通过与RX、TX连接的电路采用的是PCA82C250。它是SJA1000控制器与物理总线之间的接口，可以提供对总线的差动发送能力和对CAN控制器的差动接收能力，具有很强的抗干扰能力[5]。
2装置软件设计
本装置的软件框图如图4所示。主要用于系统自检、键盘扫描、数据采集、数据显示、数据转发功能的实现。整个系统软件由主程序和子程序组成。主程序进行数据初始化设置，在系统通电后先进行系统自检。子程序包括设置液晶显示、键盘扫描、串口通信、PCA采集、CAN总线通信。键盘扫描采用中断方式，用扫描法识别被按下键来选择航海仪器数据源，采用串口中断形式来查询各航海仪器是否发送数据过来，采用可编程计数器PCA记录旋转编码器的脉冲数来计算旋转角度。
3结语
上述单舰船航海仪器信息采集装置在设计方面充分利用C8051F340单片机自身的软硬件资源，大大降低了软硬件设计的复杂度和整个装置开发、维护的成本，提高了系统的可靠性。相比其它实现方案，具有使用器件少、节约成本、调试方便等特点，很好地满足了航海仪器信息采集对实时性、同步性、通用性的要求。此装置在应用时配上不同的航海仪器，稍加改动，便可在舰船多个部门得到应用，因而具有较高的实用性和开发价值。
作者：高杨 王则胜 单位：镇江船艇学院
