專利名稱：車載天線倒伏裝置控制器的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種控制器，特別涉及一種車載天線倒伏裝置控制器。
背景技術：
由于電子信息技術的發展，通訊車輛的電子設備也越來越多，車輛上天線的適用范圍也越來越廣，為充分發揮天線的性能，天線需在車體上架設得較高才容易發射和接收信號，考慮到地面通訊車輛行駛時會遇到障礙物，在車輛行駛時天線需要呈倒伏狀態，為方便天線的使用，因此通過車載天線倒伏裝置將天線連接在車體上，而由車載天線倒伏裝置控制器來控制天線與地平面垂直或平行，目前我國現有的車載天線倒伏裝置控制器功能比較簡單，只能控制天線與地平面垂直或平行，不能按需求控制天線處于任意角度，也不能顯示角度值和故障。

發明內容
本發明的目的是提供一種能實現按需求控制天線處于任意角度、并能實時顯示天線的角度值、當車載天線倒伏裝置發生故障時能顯示故障代碼并發出警告的車載天線倒伏裝置控制器。本發明為實現上述目的采用的技術方案是一種車載天線倒伏裝置控制器，該控制器包括控制器主板、顯示電路、鍵盤電路及信號轉接板，控制器主板包括單片機、信號調理電路、ADC模塊、DAC模塊、輸出隔離模塊及故障報警電路，顯示電路、鍵盤電路及故障報警電路分別與控制器主板的單片機連接，ADC模塊的輸入端與信號調理電路的輸出端連接， ADC模塊的輸出端與單片機連接，DAC模塊和輸出隔離模塊的輸入端分別與單片機連接， DAC模塊和輸出隔離模塊的輸出端及信號調理電路的輸入端分別通過線纜與信號轉接板連接，信號轉接板包括多個接插件及抱間驅動電路。其中所述控制器主板還包括電源控制電路及與電源控制電路連接的電源轉換電路。其中所述信號轉接板的接插件包括與車載天線倒伏裝置電機控制器的電源連接的接插件P401，與控制器主板的電源控制電路連接的接插件P402，通過線纜分別與DAC模塊的輸出端、輸出隔離模塊的輸出端及信號調理電路的輸入端連接的接插件P403，與車載天線倒伏裝置電機控制器連接的接插件P404，與車載天線倒伏裝置的角度傳感器連接的接插件P405，與抱間機構連接的接插件P406 ；接插件P401再通過電路及常閉的行程開關與接插件P402連接，接插件P404也通過電路與接插件P403連接，接插件P405也通過電路與接插件P403連接，抱間驅動電路分別通過電路連接于接插件P403、接插件P405及接插件 P406 間。其中所述信號轉接板還包括故障檢測電路，故障檢測電路連接于接插件P401、接插件P402及接插件P403間，故障檢測電路通過接插件P403連接控制器主板的單片機。其中所述抱閘驅動電路包括繼電器及控制電路，來自控制器主板的抱閘控制信號輸入至控制電路，控制繼電器的通斷，從而控制抱閘機構的通電或斷電。其中所述輸出隔離模塊包括三組并聯且分別用以傳輸控制器主板輸出的電機正轉控制信號、電機反轉控制信號、抱閘控制信號的輸出隔離電路。其中所述單片機采用C51系列單片機芯片，信號調理電路的芯片采用LM358，ADC 模塊的芯片采用TLC1M9，DAC模塊的芯片采用TLV5615，輸出隔離電路主要包括光電藕合器件。其中所述控制器還包括機體，所述控制器主板、顯示電路、鍵盤電路位于機體內， 機體的前端設置有操作面板，操作面板上設置有數字顯示屏和控制按鍵，機體的后端固定有三個航空接插件，分別是電源輸入接口、控制電源輸出接口、七芯控制信號接口。其中所述顯示電路安裝在車載天線倒伏裝置控制器機體內并靠近前面的操作面板，顯示電路主要包括數碼管及顯示驅動電路，數碼管包括用于顯示當前角度值和設定角度值的兩組三位數碼管，兩組三位數碼管在機體的操作面板開窗露出。其中所述鍵盤電路由16只輕觸按鍵組成4X4矩陣鍵盤電路，鍵盤電路安裝在車載天線倒伏裝置控制器機體內并在操作面板開窗露出16只按鍵，16只按鍵并分別定義為 0、數字按鍵、0°按鍵、90°按鍵、設定按鍵、確定按鍵、點升按鍵、點降按鍵。本發明車載天線倒伏裝置控制器具有如下有益效果
1、能實現按需求控制天線處于任意角度、并能實時顯示天線的角度值、當天線倒伏裝置發生故障時能顯示故障代碼并發出警告
本發明車載天線倒伏裝置控制器由于包括控制器主板、顯示電路、鍵盤電路及信號轉接板，信號轉接板包括接插件及抱間驅動電路，接插件連接在控制器主板和車載天線倒伏裝置的角度傳感器或受控器件之間，受控器件包括電機控制器、抱間驅動電路，信號轉接板將安裝在車載天線倒伏裝置上的角度傳感器的角度信號傳送給控制器主板，由控制器主板根據車載天線倒伏裝置當前角度值及設定的角度值，控制車載天線倒伏裝置的運動方向及速度，并由顯示電路實時顯示車載天線倒伏裝置的角度值，當車載天線倒伏裝置被卡住時， 顯示電路可以顯示故障代碼，控制器主板的故障報警電路能發出報警，因此，能實現按需求控制天線處于任意角度、并能實時顯示天線的角度值、當天線倒伏裝置發生故障時能顯示故障代碼并發出警告。2、控制精度和穩定性高
本發明車載天線倒伏裝置控制器的控制器主板包括單片機、信號調理電路、ADC模塊、 DAC模塊、輸出隔離模塊等，采集到的信號經過信號調理電路、ADC模塊傳輸至單片機，單片機輸出的控制信號經DAC模塊、輸出隔離模塊傳輸至受控器件，結合控制程序控制，經試驗證明，控制精度高，誤差小于0. 5°，主要元器件均采用軍工級，穩定性極高，在-4(T+55°C均能正常穩定工作，平均故障間隔大于MOO小時。3、安全可靠、方便升級擴展
本發明車載天線倒伏裝置控制器由于采用單片機控制，安全可靠，同時可很方便地根據用戶需求，進行功能升級擴展。4、結構簡單、操作方便
本發明車載天線倒伏裝置控制器整體結構簡單，可通過控制器機體前端的操作面板來控制車載天線倒伏裝置的轉停，進而控制天線的位置，操作非常方便。
下面結合附圖和實施例對本發明車載天線倒伏裝置控制器作進一步的說明。


圖1是本發明車載天線倒伏裝置控制器的原理框圖2是本發明車載天線倒伏裝置控制器的控制器主板電路原理圖； 圖3是本發明車載天線倒伏裝置控制器的顯示電路的電路原理圖； 圖4是本發明車載天線倒伏裝置控制器的鍵盤電路的電路原理圖； 圖5是本發明車載天線倒伏裝置控制器的信號轉接板的電路原理圖； 圖6是本發明車載天線倒伏裝置控制器的機體前端操作面板的結構示圖； 圖7是本發明車載天線倒伏裝置控制器的機體后端的結構示圖。
具體實施例方式如圖1至圖7所示，本發明車載天線倒伏裝置控制器(下面簡稱“控制器”)，該控制器包括控制器主板1、顯示電路、鍵盤電路及信號轉接板2。控制器還包括機體，所述控制器主板、顯示電路、鍵盤電路均位于機體內，信號轉接板位于與本發明控制器配套使用的車載天線倒伏裝置(下面簡稱“倒伏裝置”)中。下面對倒伏裝置做簡單介紹，倒伏裝置由其轉軸帶動其轉動，天線固定連接在倒伏裝置上，因此倒伏裝置轉動天線也跟著轉動，倒伏裝置的轉軸由電機帶動其轉停，電機由連接在電機上的電機控制器控制其動作(如正轉、反轉或停)，倒伏裝置的轉軸一端設有能檢測轉軸轉動角度的角度傳感器，轉軸轉動的角度與倒伏裝置(或天線)轉動的角度相等， 倒伏裝置的轉軸一端還連接有在轉軸停止轉動時鎖緊或抱緊轉軸的抱間機構，在倒伏裝置的轉軸停止轉動時，抱間機構鎖緊或抱緊轉軸而防止轉軸擺動或晃動，倒伏裝置的轉軸一側設置有行程開關，轉軸帶動天線轉至0°或90°時，固定在轉軸一端的限位機構會碰到行程開關，行程開關打開使電機控制器的電源斷電，這時轉軸停止轉動。所述控制器主板包括單片機(MCU)、信號調理電路、ADC模塊、DAC模塊、輸出隔離模塊及故障報警電路，控制器主板還包括電源控制電路及與電源控制電路連接的電源轉換電路。顯示電路、鍵盤電路及故障報警電路分別與控制器主板的單片機連接，ADC模塊的輸入端與信號調理電路的輸出端連接，ADC模塊的輸出端與單片機連接，DAC模塊和輸出隔離模塊的輸入端分別與單片機連接，DAC模塊和輸出隔離模塊的輸出端及信號調理電路的輸入端分別通過線纜與信號轉接板連接。所述輸出隔離模塊包括包括三組并聯且分別用以傳輸控制器主板輸出的電機正轉控制信號、電機反轉控制信號、抱閘控制信號的輸出隔離電路。所述單片機采用C51系列單片機芯片，在本實例中選用AT89S52，AT89S52是一種低功耗、高性能CMOS 8位微控制器，具有8K系統可編程Flash存儲器，256字節RAM，32位 I/O 口線，看門狗定時器，2個數據指針，三個16位定時器/計數器，一個6向量2級中斷結構，全雙工串行口，片內晶振及時鐘電路。所述信號調理電路的芯片采用LM358，由電源高增益運算放大器LM358D芯片及其外圍電路組成，主要完成電流/電壓轉換作用，即將角度傳感器經信號轉接板送來的標準電流信號轉換成(T5V的電壓信號。所述ADC模塊的芯片采用10位模數轉換芯片TLC1M9，ADC模塊用于將經過信號調理電路處理后(T5V的電壓值角度信號轉換為10位串行數字信號，輸出送至單片機內處理。所述DAC模塊的芯片采用低功耗12位電壓輸出的串行數模轉換芯片TLV5615，DAC模塊用于將單片機(MCU)輸出的數字速度控制信號轉換為(T5V的模擬電壓信號，送往電機控制器，控制電機的轉速。輸出隔離電路主要包括光電藕合器件，起到對控制信號的藕合與隔離作用，提高控制器的抗干擾性能。所述機體的前端設置有操作面板，操作面板上設置有數字顯示屏和控制按鍵，顯示電路安裝在控制器機體內并靠近前面的操作面板，顯示電路主要包括數碼管及顯示驅動電路，數碼管包括用于顯示當前角度值和設定角度值的兩組三位數碼管，兩組三位數碼管在機體的操作面板開窗露出，顯示驅動電路由3線一8線譯碼器/解調器MLS138，及 Q201、206六只三極管組成，分別用于驅動兩組三位數碼管的6只數碼管。鍵盤電路由16 只輕觸按鍵組成4X4矩陣鍵盤電路，鍵盤電路安裝在控制器機體內并在操作面板開窗露出16只按鍵，16只按鍵并分別定義為0、數字按鍵、0°按鍵、90°按鍵、設定按鍵、確定按鍵、點升按鍵、點降按鍵，鍵盤電路主要用于天線角度的設置與操作控制。機體的后端固定有三個航空接插件，分別是三芯電源輸入接口 3、三芯控制電源輸出接口 4、七芯控制信號接口 5，電源輸入接口 3是車載24V直流電源與控制器連接之接口 ；控制電源輸出接口 4是 24V直流電源經控制器控制后輸出至倒伏裝置之接口 ；七芯控制信號接口 5，內有角度傳感器檢測到的角度值信號，行程開關檢測到的行程保護信號，控制器主板輸出的電機正轉、電機反轉、速度控制、抱間驅動信號，這些信號通過倒伏裝置內部的信號轉接板分別與電機控制器、抱間驅動電路、角度傳感器、行程開關連接。所述信號轉接板包括多個接插件及抱間驅動電路，接插件連接在控制器主板和倒伏裝置的角度傳感器或受控器件之間，受控器件包括電機控制器、抱間驅動電路。信號轉接板上接的插件包括與車載天線倒伏裝置電機控制器的電源連接的接插件P401，與控制器主板的電源控制電路連接的接插件P402，通過線纜分別與DAC模塊的輸出端、輸出隔離模塊的輸出端及信號調理電路的輸入端連接的接插件P403，與車載天線倒伏裝置電機控制器連接的接插件P404，與車載天線倒伏裝置的角度傳感器連接的接插件P405，與抱間機構連接的接插件P406。接插件P401再通過電路及常閉的行程開關與接插件P402連接，接插件 P404也通過電路與接插件P403連接，接插件P405也通過電路與接插件P403連接，抱閘驅動電路分別通過電路連接于接插件P403、接插件P405及接插件P406間。其中P101>103、 Ρ40ΓΡ406選用2EDG系列插接件，P104 P106、P201、P202、P301選用XH2. 54系列插接件。接插件P401通過常閉行程開關K401、K402與接插件P402連接，來自控制器的MV 直流控制電源由接插件Ρ402經0°、90°行程開關Κ401、Κ402,由接插件Ρ401接到電機控制器的電源。接插件Ρ404與接插件Ρ403連接，分別將控制器主板輸出的電機速度控制信號 (UIN)、電機正轉控制信號(CW)、電機反轉控制信號(CCW)送至倒伏裝置的電機控制器。角度傳感器通過三芯電纜與接插件Ρ405連接，三芯電纜線分別為+24V電源、地線、角度值信號(IOUT)線，角度值信號(IOUT)通過接插件Ρ403、航空插頭、線纜、Ρ103、信號調理電路、 ADC模塊送回控制器主板單片機中。抱間驅動電路分別通過電路連接于接插件Ρ403、接插件Ρ405、接插件Ρ406之間， 抱閘驅動電路包括24V繼電器及其控制電路，來自控制器主板的抱閘控制信號輸入至控制電路，控制繼電器的通斷，從而控制抱閘機構的通電或斷電，來自控制器主板的抱閘控制信號(⑶Τ)經接插件Ρ403輸入至抱間驅動電路的控制電路，控制繼電器的通斷，再通過接插件P406與抱閘機構相連接，控制抱閘機構通電與斷電，從而達到對天線的松開與制動。所述信號轉接板還包括故障檢測電路，故障檢測電路連接于接插件P401、接插件P402、接插件P403之間，故障檢測電路通過接插件P403連接控制器主板的單片機，R402、R403、R404 組成故障檢測取樣電路，正常情況下，+24V電源經R402、R403分壓后約為5V電壓經R404 送至P403的第3腳，返回到控制器主板，當由于某種意外故障導致天線運行超過90°或者小于0°時，倒伏裝置的限位機構將碰觸行程開關K401或K402，使K401或K402斷開，從而使電機控制器失電，電機停轉，以保護電機，同時R402、R403、R404取樣電路檢測到低電位由P403送至控制器主板，由單片機(MCU)檢測到故障并輸出錯誤代碼在數碼管顯示，并通過故障報警電路發出報警。本發明控制器的工作過程將操作面板的電源開關拔向“開”位置，通電開機，操作面板的電源指示燈亮，單片機(MCU)加電復位后通過角度傳感器檢測到當前天線角度，并在操作面板顯示當前角度值。當用戶需要更改天線角度時，根據需要先選擇電機速度“快” 或“慢”，再按操作面板上的“設定”鍵，此時單片機(MCU)開啟角度設定功能，操作面板上顯示的設定角度值閃爍，允許輸入設定角度值，用戶可根據需要通過鍵盤輸入0、0°之間的任意角度值，如果輸入的角度值大于90°，系統將自動修改為90°，如果輸入的角度值有誤，用戶可重新輸入，確認設定值無誤后，用戶按下“確定”鍵，單片機(MCU)接收到確定指令后， 立即送出開鎖指令，抱閘驅動電路驅動抱閘機構動作，松開抱閘，單片機(MCU)再根據當前角度與設置角度的比較值，送出電機驅動(正轉或反轉)指令，經電機控制器驅動電機，再經機械減速機構減速后驅動轉軸帶動天線正轉或反轉，同時在操作面板上實時顯示當前角度值。當單片機(MCU)檢測到當前角度值與設定角度值小于5°時，輸出減速控制信號，使電機減速運轉，直到當前角度值等于設定角度值時，發出指令停止電機轉動，同時發出指令使抱閘機構鎖緊轉軸，關閉電源后，抱間機構仍處在鎖定轉軸，天線保持在當前狀態不動。在天線角度調整過程中，單片機(MCU)實時監測角度值的變化，如果出現2秒內角度值無變化， 則判定為倒伏裝置卡死(天線停止轉動)，單片機(MCU)將發出指令，使電機停止轉動，同時操作面板上的故障指示燈亮；如果角度傳感器或控制器主板出現故障等意外情況導致天線運行超過90°或者小于0°時，倒伏裝置的限位機構將碰觸行程開關斷開，從而使電機停轉， 以保護電機，同時發出報警。以上實施例僅為本發明的較佳實施例，本發明的結構并不限于上述實施例列舉的形式，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種車載天線倒伏裝置控制器，其特征在于，該控制器包括控制器主板、顯示電路、 鍵盤電路及信號轉接板，控制器主板包括單片機、信號調理電路、ADC模塊、DAC模塊、輸出隔離模塊及故障報警電路，顯示電路、鍵盤電路及故障報警電路分別與控制器主板的單片機連接，ADC模塊的輸入端與信號調理電路的輸出端連接，ADC模塊的輸出端與單片機連接，DAC模塊和輸出隔離模塊的輸入端分別與單片機連接，DAC模塊和輸出隔離模塊的輸出端及信號調理電路的輸入端分別通過線纜與信號轉接板連接，信號轉接板包括多個接插件及抱閘驅動電路。
2.如權利要求1所述的車載天線倒伏裝置控制器，其特征在于，所述控制器主板還包括電源控制電路及與電源控制電路連接的電源轉換電路。
3.如權利要求2所述的車載天線倒伏裝置控制器，其特征在于，所述信號轉接板的接插件包括與車載天線倒伏裝置電機控制器的電源連接的接插件P401，與控制器主板的電源控制電路連接的接插件P402，通過線纜分別與DAC模塊的輸出端、輸出隔離模塊的輸出端及信號調理電路的輸入端連接的接插件P403，與車載天線倒伏裝置電機控制器連接的接插件P404，與車載天線倒伏裝置的角度傳感器連接的接插件P405，與抱間機構連接的接插件P406 ；接插件P401再通過電路及常閉的行程開關與接插件P402連接，接插件P404也通過電路與接插件P403連接，接插件P405也通過電路與接插件P403連接，抱間驅動電路分別通過電路連接于接插件P403、接插件P405及接插件P406間。
4.如權利要求3所述的車載天線倒伏裝置控制器，其特征在于，所述信號轉接板還包括故障檢測電路，故障檢測電路連接于接插件P401、接插件P402及接插件P403間，故障檢測電路通過接插件P403連接控制器主板的單片機。
5.如權利要求3所述的車載天線倒伏裝置控制器，其特征在于，所述抱閘驅動電路包括繼電器及其控制電路，來自控制器主板的抱間控制信號輸入至控制電路，控制繼電器的通斷，從而控制抱閘機構的通電或斷電。
6.如權利要求1所述的車載天線倒伏裝置控制器，其特征在于，所述輸出隔離模塊包括三組并聯且分別用以傳輸控制器主板輸出的電機正轉控制信號、電機反轉控制信號、抱閘控制信號的輸出隔離電路。
7.如權利要求6所述的車載天線倒伏裝置控制器，其特征在于，所述單片機采用C51系列單片機芯片，信號調理電路的芯片采用LM358，ADC模塊的芯片采用TLC1M9，DAC模塊的芯片采用TLV5615，輸出隔離電路主要包括光電藕合器件。
8.如權利要求1所述的車載天線倒伏裝置控制器，其特征在于，所述控制器還包括機體，所述控制器主板、顯示電路、鍵盤電路位于機體內，機體的前端設置有操作面板，操作面板上設置有數字顯示屏和控制按鍵，機體的后端固定連接有電源輸入接口、控制電源輸出接口、控制信號接口。
9.如權利要求8所述的車載天線倒伏裝置控制器，其特征在于，所述顯示電路安裝在車載天線倒伏裝置控制器機體內并靠近前面的操作面板，顯示電路主要包括數碼管及顯示驅動電路，數碼管包括用于顯示當前角度值和設定角度值的兩組三位數碼管，兩組三位數碼管在機體的操作面板開窗露出。
10.如權利要求8所述的車載天線倒伏裝置控制器，其特征在于，所述鍵盤電路由16只輕觸按鍵組成4 X 4矩陣鍵盤電路，鍵盤電路安裝在車載天線倒伏裝置控制器機體內并在操作面板開窗露出16只按鍵，16只按鍵并分別定義為(Γ9數字按鍵、0°按鍵、90°按鍵、 設定按鍵、確定按鍵、點升按鍵、點降按鍵。
全文摘要
本發明車載天線倒伏裝置控制器，涉及一種控制器，其包括控制器主板、顯示電路、鍵盤電路及信號轉接板，控制器主板包括單片機、信號調理電路、ADC模塊、DAC模塊、輸出隔離模塊及故障報警電路，顯示電路、鍵盤電路及故障報警電路分別與控制器主板的單片機連接，ADC模塊的輸入端與信號調理電路的輸出端連接，ADC模塊的輸出端與單片機連接，DAC模塊和輸出隔離模塊的輸入端分別與單片機連接，DAC模塊和輸出隔離模塊的輸出端及信號調理電路的輸入端分別通過線纜與信號轉接板連接，信號轉接板包括多個接插件及抱閘驅動電路。本發明具有能實現按需求控制天線處于任意角度、并能實時顯示天線的角度值、當天線倒伏裝置發生故障時能顯示故障代碼并發出警告等優點。
文檔編號G05B19/042GK102495564SQ201110367128
公開日2012年6月13日 申請日期2011年11月18日 優先權日2011年11月18日
發明者何俊, 余靜, 劉峰, 唐南, 張樹林, 房學明, 方寧, 溫新權, 紀效鵬, 賴家勝, 賴玉活, 金剛, 錢曉俊 申請人:柳州市數控機床研究所