直升机座舱自适应调光控制软件设计

范方川

(昌河飞机工业（集团）有限公司，江西 景德镇333002)

本文就直升机座舱自适应调光控制设计中的软件设计进行详细论述。文中首先对调光控制软件做了简单的介绍，然后详细地介绍了各控制单元软件的设计，它们各自都包括底层驱动器的设计和上层应用程序的设计。最后通过软件与硬件的联合调试以及整机的系统测试，模块对各种对象的配置和测量都正确；各通信接口工作正常，程控功能运行正确。

1 调光控制软件组成框图

调光控制系统软件由导光板亮度自动控制单元、显示器亮度自动控制单元、告警指示灯亮度自动控制单元、数据接收和发送系统控制单元组成。调光控制软件框图如图1 所示。

图1 调光控制软件组成框图

2 导光板亮度自动控制单元软件设计

导光板亮度自动控制单元用于检测环境光照度，通过分布在驾驶仓内的多个传感器，检测飞机驾驶仓内的环境光照度的变化，将光信号变换为电信号，判断光照度。当环境光照度大于200LX 则设置占空比为0，关闭导光板LED 照明；当环境光照度小于200LX 时，在输入亮度曲线模型中通过查表、计算、读取相应的数据来控制PWM输出。当飞行员打开手动调光开关，并旋转手动调节旋钮时，将在自动调光曲线的基础上，叠加一个人工的输入量值并保存在EEPROM中，然后通过计算读取EEPROM中数据来控制PWM输出。

导光板亮度自动控制单元软件流程图（如图2 所示）由初始化程序、数据采集程序、数据处理程序等构成、手动补偿程序、数据储存程序、加载程序。

2.1 初始化程序。完成对各模块初始化，系统自检，故障诊断并提示。

2.2 数据采集程序。其功能包含两个方面：一是用于采集光照传感器环境光照强度；二是用于采集手动补偿旋钮的位置信息。

2.3 数据处理程序。主要完成对采集到的数据进行分析和处理，并将该数据作为最终区域的照度值。在此基础上，根据环境光照度和亮度曲线模型，通过查表得出每路导光板的亮度。解析亮度数据，通过亮度与PWM的曲线关系计算出每路导光板对应的PWM控制信号。

2.4 手动补偿程序。根据采集到的手动补偿旋钮的位置信息，在输出PWM占空比基础上，叠加一个人工补偿值。当顺时针调节补偿旋钮叠加一个正的PWM补偿值，当逆时针调节补偿旋钮时叠加一个负的的PWM补偿值。

2.5 数据储存程序。主要用于调光数据保存。

2.6 加载程序。主要用于实现调光曲线的加载和软件的加载更新。

图2 导光板调光系统控制软件流程框图

3 显示器亮度自动控制单元软件设计

显示器亮度自动控制单元用于检测环境光照度，根据传感器检测当前环境光照度下亮度，然后根据环境亮度从EEPROM中读取相对应的显示器的亮度数据，最后将亮度数据通过数据总线发送给显示器。当飞行员打开手动调光开关，并旋转手动调节旋钮时，将在自动调光数据基础上叠加一个人工的输入量并保存EEPROM 中,然后读取EEPROM 中数据，最后将亮度值通过数据总线发送给显示器，以达到调节亮度的目的。

显示器亮度调节控制单元软件主要包括：

3.1 光照传感器数据采集程序。主要负责采集光照传感器的模拟量信号；

3.2 数据处理程序。主要是分析、处理采集的数据和总线接收数据；

3.3 手动补偿程序。根据采集到的手动补偿旋钮的位置信息，在输出础上，叠加一个人工补偿值。当顺时针调节补偿旋钮叠加一个正的亮度补偿值，当逆时针调节补偿旋钮时叠加一个负的的亮度补偿值。

3.4 数据储存程序。主要用于调光数据保存。

3.5 总线数据收发程序。主要完成亮度数据的接收和发送；

3.6 地面维护接口程序。主要完成亮度控制模型数据的下载和地面维护。

图3 显示器亮度自动控制单元流程框图

4 告警指示灯亮度自动控制单元软件设计

告警指示灯亮度自动控制单元用于检测环境光照度，通过分布在驾驶仓内的多个传感器检测环境飞机驾驶仓内环境光照度的变化，将光信号变换为电信号。读取光照度，根据设计的调光曲线输出相应的PWM波形。当飞行员打开手动调光开关，并手动调节旋钮时，将在自动调光曲线基础上，叠加一个人工的输入量来调整曲线并保存在EEPROM中,然后通过计算读取EEPROM中数据来控制PWM输出。

告警指示灯亮度自动控制单元软件流程图（如图4）所示由初始化程序、看门狗程序、数据采集程序、数据处理程序、手动补偿程序、数据储存程序、加载程序等构成。

图4 告警指示灯亮度自动控制单元软件流程图

5 数据接收和发送系统单元软件设计

数据接收和发送单元软件流程图（如图5）主要由初始化模块、看门狗程序、数据处理程序、数据保存程序。

5.1 初始化程序。完成系统自检，进行故障诊断并提示。

5.2 数据处理程序。主要是用于数据接收和发送。

5.3 数据保存程序。主要是用于调光数据的保存。

图5 数据接收和发送单元软件流程图

6 调光控制软件综合化设计

调光控制软件设计采用了标准化、模块化、子程序化的设计原则，使得软件结构清晰、简捷、流程合理，具有良好的可读性、可移植性，便于程序的调试、链接、修改。调光控制软件设计过程中应用了加电自检、周期自检、看门狗等设计，提高了软件的可靠性和安全性，满足软件设计的综合化考虑。