CC BY
74
УДК 621.396.96
УСТРОЙСТВО ФОРМИРОВАНИЯ РЕЖИМОВ ЗАПРОСА И КОДИРОВАНИЯ ПЕРЕДАТЧИКА ВТОРИЧНОГО КАНАЛА ДИСПЕТЧЕРСКОГО РАДИОЛОКАТОРА ДРЛ-6М2 НА ОСНОВЕ МИКРОКОНТРОЛЛЕРА А.Б. Буслаев, В.В. Борисов, Т.В. Свистова
Статья посвящена разработке устройства формирования режимов запроса и кодирования с встроенной системой индикации выбранного режима работы на основе микроконтроллера АТйпу 2313. Разработан алгоритм и программа работы микроконтроллера, позволяющие реализовать до 16 режимов работы устройства
Ключевые слова: устройство формирования режимов запроса и кодирования, микроконтроллер, летательные аппараты, радиолокационная система посадки, диспетчерский радиолокатор
Радиолокационная система посадки РСП-6М2 является одной из последних систем осуществляющих управление в простых и сложных метеоусловиях днем и ночью полетами самолетов и их индивидуальное опознавание с помощью самолетных ответчиков.
Для опознавания и радиолокационного отображения воздушной обстановки в РСП-6М2 используется диспетчерский радиолокатор который содержит три радиолокационных канала (канал парных импульсов, канал селекции движущихся целей и канал вторичного запроса) и один канал с приемными ответчиками [1].
Безопасность полетов во многом зависит от работоспособности диспетчерского радиолокатора (ДРЛ), так как при помощи него осуществляется предварительное обнаружение самолетов оборудованных самолетными ответчиками [2]. Основным режимом работы ДРЛ является двухканальное включение. Синхронизация ДРЛ осуществляется положительными запускающими импульсами, которые вырабатываются в блоке обработки, синхронизации и трансляции. Запускающие импульсы поступают в передатчик вторичного канала, и, при наличии сигнала запросного кода, устройство формирования режимов запроса и кодирования (УФРК) аппаратным способом формирует запросные сигналы (бортовой номер с кодовым интервалом 9,4 мкс, высота полета и запас топлива 14 мкс). В перспективе планируется [3] ввести запросные сигналы для определения аргумента и модуля вектора скорости 23 мкс и координатной отметки 19 мкс.
Недостатком существующего устройства УФРК является то, что он реализует только два режима запроса. Плата УФРК содержит более 10 корпусов микросхем и более 100 навесных элементов,
Буслаев Алексей Борисович - ВАИУ, канд. техн. наук, преподаватель, тел. 8-905-051-19-05 Борисов Владимир Владимирович - ВАИУ, курсант, тел. (4732)22-89-81
Свистова Тамара Витальевна - ВГТУ, канд. техн. наук, доцент, тел. (4732)932935
что является следствием уменьшения вероятности безотказной работы устройства по сравнению с устройством, содержащим один корпус микросхемы и менее 10 навесных элементов, а также программным заданием кода запросных сигналов [4]. Для повышения безопасности полетов необходимо увеличивать количество одновременно запрашиваемых параметров летательного аппарата.
Целью работы является разработка устройства формирования режимов запроса и кодирования с встроенной системой индикации выбранного режима работы на основе микроконтроллера ЛТйпу 2313, позволяющего реализовывать пары видеоимпульсов в соответствии с выбранным режимом запроса при минимальных массогабаритных и энергетических показателях на современной элементной базе, при этом должны выполняться основные требования ICAO.
Для достижения поставленной цели необходимо разработать алгоритм и программу работы микроконтроллера позволяющего реализовывать пары видеоимпульсов до 16 режимов работы устройства, и индикацию номера выбранного режима запроса.
Следовательно, разработка УФРК на одном микроконтроллере является актуальной, что позволяет уменьшить массогабаритные и энергетические показатели устройства, а увеличение количества режимов запроса информации о летательном аппарате позволяет увеличить безопасность полетов в простых и сложных метеоусловиях днем и ночью.
Микроконтроллер представляет собой восьмиразрядную микросхему с внутренней программируемой FLASH-памятью размером 2 Кбайт и способностью выполнять до 20 миллионов операций в секунду [5]. Ядро микроконтроллера имеет 32 регистра общего назначения непосредственно связанных с арифметико-логическим устройством, что позволяет выполнять одну команду для двух разных регистров за один такт системного генератора.
Работа УФРК на основе микроконтроллера (рис. 1) начинается с формирования блоком обработки, синхронизации и трансляции запускающего импульса (ЗИ) каждые 2000 мкс по линии PD.5 (вход).
о
m
+5B
Cl
Rl I R2
R3
R4
n
C2
і
VDl
1
VD2
*
С
VD3
К
VD4
SlS^ S2\^ S^N|S4V4|
±_ RST СPU
4 PB.0 PB.l PB.2
5 г XL l XL2
PB.3
PB.4
PB.5
PB.6
2 PD .0 PD .l PD .2 PD .3 PB.7 PD.6
3
6 PD 5
7 PD.4
Рис. l. УФРК на основе микроконтроллера
D2
Dl
вход
выход
Для считывания информации об установленном режиме запросного кода используется порт Б (линии РБ.0, РБ.1, РБ.2, РБ.3). Для обеспечения высоких требований к точности и стабильности частоты задающего генератора используется кварцевый резонатор Р в совокупности с согласующими конденсаторами С1 и С2.
Микроконтроллер формирует пару видеоимпульсов (рис. 2) запросного кода в соответствии с выбранным режимом работы N (запрос бортового номера) по линии РБ.4 (выход), которые поступают на формирователь импульсов передатчика вторичного канала, и, в
(PD.0 - PD.3, PD.5 работают на ввод информации, а PD. 4 - PD. 6 на вывод), порт РВ - на вывод.
и, в
Ljl-ый зи 2-ой ЗИ П г
0 i п |2000 h П-
9,4 мкс (N) 9,4 мкс (N)
Рис. 2. Видеоимпульсы запросного кода
При задании на УФРК нескольких режимов запроса с каждым ЗИ на выходе будет формироваться пара видеоимпульсов согласно поочередной последовательности заданных режимов (рис. 3), где H -запрос высоты и остатка топлива на ЛА.
Алгоритм работы УФРК начинается с инициализации системы посредством псевдокоманд управления, а также с установки начала программно кода и инициализации стека. После чего производится программирование портов ввода-вывода. В регистр DDR порта PD записывается $50
U, Б
30
.м
Іш» |]4"ый3^'
щс
9,ОД
Рис. 3. Видеоимпульсы запросного кода при заданных режимах «N» и «Н»
Алгоритм состоит из 16 подпрограмм, которые осуществляют формирование пары видеоимпульсов в соответствии с выбранным режимом работы УФРК.
Для проверки теоретических выводов была составлена программа на языке Ассемблер, которая методом внутрисхемного программирования записана во FLASH-память микроконтроллера.
Внешний вид УФРК на основе микроконтроллера и измерения формы и параметров импульсов на осциллографе С1-65А приведены на рис. 4.
Использование предложенного УФРК на основе микроконтроллера позволяет реализовать пары видеоимпульсов в соответствии с выбранным режимом запроса при минимальных массогабаритных и энергетических показателях на современной элементной базе, при этом выполняются основные требования ICAO. Разработанный алгоритм и программа работы микроконтроллера позволяют реализовать до 16 режимов работы устройства.
b
d
5
6
7
9
8
Рис. 4. Внешний вид УФРК на основе микроконтроллера и измерение формы и параметров импульсов
на осциллографе С1-65 А
Литература
1. Малышев В.А. «Основы функционирования и эксплуатации средств радиотехнического обеспечения полетов авиации» Тамбов 2004 г.
2. Лобачев Ю.В., Перевозов Е.С. «Радиолокационные системы управления воздушным движением» Часть 1. Тамбов, 2005 г.
3. Машков В.Г. «Техническое обеспечение и боевое применение средств радиотехнического обеспечения полетов авиации. Эксплуатация РСП-6М2» Воронеж 2010 г.
4. Панасюк Ю.Н. «Радиолокационные системы управления воздушным движением» Тамбов 2005 г.
5. Белов А.В. «Микроконтроллеры АУЯ в радиолюбительской практике» - СПб.: Наука и техника, 2007 г.
Военный авиационный инженерный университет (г. Воронеж) Воронежский государственный технический университет
REQUEST MODES AND CODING UNIT FOR SECONDARY CHANNEL TRANSMITTER OF DISPATCHING RADAR ^P^-6M2 BASED ON MICROCONTROLLER A.B Buslaev, V.V. Borisov, T.V. Svistova
This article is concerned with development of request modes and coding unit with embedded indication system of operating mode based on microcontroller ATtiny 2313. The algorithm and the work program of the microcontroller are developed, which enables realization up to 16 operation modes of unit
Key words: request modes and coding unit, microcontroller, aerial vehicles, radar landing system, dispatching radar
