直升機座艙自適應調光控制軟件設計

范方川

(昌河飛機工業（集團）有限公司，江西 景德鎮333002)

本文就直升機座艙自適應調光控制設計中的軟件設計進行詳細論述。文中首先對調光控制軟件做了簡單的介紹，然后詳細地介紹了各控制單元軟件的設計，它們各自都包括底層驅動器的設計和上層應用程序的設計。最后通過軟件與硬件的聯合調試以及整機的系統測試，模塊對各種對象的配置和測量都正確；各通信接口工作正常，程控功能運行正確。

1 調光控制軟件組成框圖

調光控制系統軟件由導光板亮度自動控制單元、顯示器亮度自動控制單元、告警指示燈亮度自動控制單元、數據接收和發送系統控制單元組成。調光控制軟件框圖如圖1 所示。

圖1 調光控制軟件組成框圖

2 導光板亮度自動控制單元軟件設計

導光板亮度自動控制單元用于檢測環境光照度，通過分布在駕駛倉內的多個傳感器，檢測飛機駕駛倉內的環境光照度的變化，將光信號變換為電信號，判斷光照度。當環境光照度大于200LX 則設置占空比為0，關閉導光板LED 照明；當環境光照度小于200LX 時，在輸入亮度曲線模型中通過查表、計算、讀取相應的數據來控制PWM輸出。當飛行員打開手動調光開關，并旋轉手動調節旋鈕時，將在自動調光曲線的基礎上，疊加一個人工的輸入量值并保存在EEPROM中，然后通過計算讀取EEPROM中數據來控制PWM輸出。

導光板亮度自動控制單元軟件流程圖（如圖2 所示）由初始化程序、數據采集程序、數據處理程序等構成、手動補償程序、數據儲存程序、加載程序。

2.1 初始化程序。完成對各模塊初始化，系統自檢，故障診斷并提示。

2.2 數據采集程序。其功能包含兩個方面：一是用于采集光照傳感器環境光照強度；二是用于采集手動補償旋鈕的位置信息。

2.3 數據處理程序。主要完成對采集到的數據進行分析和處理，并將該數據作為最終區域的照度值。在此基礎上，根據環境光照度和亮度曲線模型，通過查表得出每路導光板的亮度。解析亮度數據，通過亮度與PWM的曲線關系計算出每路導光板對應的PWM控制信號。

2.4 手動補償程序。根據采集到的手動補償旋鈕的位置信息，在輸出PWM占空比基礎上，疊加一個人工補償值。當順時針調節補償旋鈕疊加一個正的PWM補償值，當逆時針調節補償旋鈕時疊加一個負的的PWM補償值。

2.5 數據儲存程序。主要用于調光數據保存。

2.6 加載程序。主要用于實現調光曲線的加載和軟件的加載更新。

圖2 導光板調光系統控制軟件流程框圖

3 顯示器亮度自動控制單元軟件設計

顯示器亮度自動控制單元用于檢測環境光照度，根據傳感器檢測當前環境光照度下亮度，然后根據環境亮度從EEPROM中讀取相對應的顯示器的亮度數據，最后將亮度數據通過數據總線發送給顯示器。當飛行員打開手動調光開關，并旋轉手動調節旋鈕時，將在自動調光數據基礎上疊加一個人工的輸入量并保存EEPROM 中,然后讀取EEPROM 中數據，最后將亮度值通過數據總線發送給顯示器，以達到調節亮度的目的。

顯示器亮度調節控制單元軟件主要包括：

3.1 光照傳感器數據采集程序。主要負責采集光照傳感器的模擬量信號；

3.2 數據處理程序。主要是分析、處理采集的數據和總線接收數據；

3.3 手動補償程序。根據采集到的手動補償旋鈕的位置信息，在輸出礎上，疊加一個人工補償值。當順時針調節補償旋鈕疊加一個正的亮度補償值，當逆時針調節補償旋鈕時疊加一個負的的亮度補償值。

3.4 數據儲存程序。主要用于調光數據保存。

3.5 總線數據收發程序。主要完成亮度數據的接收和發送；

3.6 地面維護接口程序。主要完成亮度控制模型數據的下載和地面維護。

圖3 顯示器亮度自動控制單元流程框圖

4 告警指示燈亮度自動控制單元軟件設計

告警指示燈亮度自動控制單元用于檢測環境光照度，通過分布在駕駛倉內的多個傳感器檢測環境飛機駕駛倉內環境光照度的變化，將光信號變換為電信號。讀取光照度，根據設計的調光曲線輸出相應的PWM波形。當飛行員打開手動調光開關，并手動調節旋鈕時，將在自動調光曲線基礎上，疊加一個人工的輸入量來調整曲線并保存在EEPROM中,然后通過計算讀取EEPROM中數據來控制PWM輸出。

告警指示燈亮度自動控制單元軟件流程圖（如圖4）所示由初始化程序、看門狗程序、數據采集程序、數據處理程序、手動補償程序、數據儲存程序、加載程序等構成。

圖4 告警指示燈亮度自動控制單元軟件流程圖

5 數據接收和發送系統單元軟件設計

數據接收和發送單元軟件流程圖（如圖5）主要由初始化模塊、看門狗程序、數據處理程序、數據保存程序。

5.1 初始化程序。完成系統自檢，進行故障診斷并提示。

5.2 數據處理程序。主要是用于數據接收和發送。

5.3 數據保存程序。主要是用于調光數據的保存。

圖5 數據接收和發送單元軟件流程圖

6 調光控制軟件綜合化設計

調光控制軟件設計采用了標準化、模塊化、子程序化的設計原則，使得軟件結構清晰、簡捷、流程合理，具有良好的可讀性、可移植性，便于程序的調試、鏈接、修改。調光控制軟件設計過程中應用了加電自檢、周期自檢、看門狗等設計，提高了軟件的可靠性和安全性，滿足軟件設計的綜合化考慮。