船舶车钟Proteus软件仿真研究

章国华

（武汉船舶职业技术学院 ， 武汉 430050 ）

船舶车钟Proteus软件仿真研究

章国华

（武汉船舶职业技术学院 ， 武汉 430050 ）

以Proteus仿真软件为设计基础，提出了船舶车钟用Keil C软件设计的方法，一种基于RS485通讯技术的船舶应急车钟系统，包括发送器和接收器，该发送器与接收器之间通过RS485异步串行接口相互连接。通过设计验证船舶车钟软件相关功能，发现软件设计中不同步等相关问题，从而提出了改进的方法。

车钟口令 Proteus软件 单片机

0 引言

船舶车钟是船舶行驶过程中必不可少的设备，直接关系到船舶的安全行驶。船舶车钟是驾驶台与机舱联系用车的一种最重要的手段。目前船舶车钟一般来说有微速进、前进一、前进二、前进三、前进四、停车、微速退、后退一、后退二、后退三共十种车钟。如果驾驶台想用前进二，就把车钟推到前进二位置向机舱发出用车指令，机舱下面就会听到铃声，轮机员把车钟推到同样的位置铃声才会停止(驾驶台和机舱的车钟铃声是同时响同时停)，机舱立即执行用车指令，把主机开到前进二。当驾驶员下达某一命令后，机仓操作员必须按此命令执行操作。它的操作可靠性是至关重要的。船舶车钟也经历了从机械到电子的发展变化，用微处理器来设计船舶车钟[1]，不但能减少体积，而且在可靠性上有很大的提高。本设计从核心控制入手，介绍发送和接收的通信软件设计。外围功能扩展设计已有相关论述[2-3]。

Proteus软件是英国Labcenter electronics公司出版的EDA工具软件。它不仅具有其它EDA工具软件的仿真功能，还能仿真单片机及外围器件。它是目前最好的仿真单片机及外围器件的工具。Keil C51是美国Keil Software公司出品的51系列兼容单片机C语言软件开发系统，与汇编相比，C语言在功能上、结构性、可读性、可维护性上有明显的优势，因而易学易用。Keil提供了包括C编译器、宏汇编、连接器、库管理和一个功能强大的仿真调试器等在内的完整开发方案，通过一个集成开发环境（uVision）将这些部分组合在一起。

1 船舶车钟设计的主要内容

采用微处理器的船舶传令车钟 主要功能特点是全部电子化设计，无机械磨损，质量可靠、寿命长。独特的编码和译码技术，确保了发令和回令信号的准确译码，容错率高、抗干扰能力强。采用RS-485计算机的串口通讯方案。驾驶室主控发令单元和机舱回令单元之间采用一对双绞线连接电缆仅需2芯，走向和长短不限，比老式车钟节省电缆。

船舶车钟采用RS-485总线，在传送距离和抗干扰性上都能满足设计要求。RS-485总线，在要求通信距离为几十米到上千米时，采用 RS-485串行总线标准。由于RS-485采用平衡发送和差分接收，因此具有抑制共模干扰的能力。加上总线收发器具有高灵敏度，能检测低至 200 mV的电压，故传输信号能在千米以外得到恢复。 485最大传输距离约为 1219 m，最大传输速率为 10 Mbps。船舶车钟为了实现上述功能进行软件设计时，会遇到以下几个困难。首先是如何实现船舶车钟各档位传输和显示编码和译码。发令信号发光二极管和回令信号发光二极管分别点亮，在没有其它操作时不能消失。由于编码不当，回令信号发光二极管点亮刚不久便灭了，不能有效实现其功能。最主要的问题是RS485通信，也是由于编码不当，要么不能启动，要么不能同步，用示波器观察，信号极不稳定。本设计通过有效的代码设计和精心调试，设计出工作稳定的系统软件。

2 船舶车钟软件实现方法

2.1 在proteusl软件上设计硬件电路

选择AT89C52微处理器芯片2片，发光二极管22只，RS485芯片2片及其它电路元件，增加仿真示波器，如图1所示。上图是启动后按发送器后的效果，为了美观和节省空间将中间的公共接地画在了一起，下面是仿真示波器和RS485，发送器和接收器之间只有两根线连接。为了验证运行的稳定，用示波器观察效果如下：

最后，经过不断的调试和修改，形成了稳定的应用软件。

2.2 算法设计

船舶车钟的控制代码不是深不可测的，前面已经展示了软件运行的效果，在这里由于篇幅限制只提供一部分代码，可以看出其效率。

发送器主程序：

3 结论

本文从proteus软件和Kei C软件应用角度出发，介绍了proteus软件和Kei C软件在PC的Windows环境下船舶车钟的发送和接收控制代码的设计方法，通过软件调试解决了代码的稳定问题，在仿真环境下用示波器测试了运行的稳定性。

[1] 陈小米, 张 浩. 基于ARM 的舰船车钟记录仪设计[J]. 船电技术, 2012.

[2] 张洪明, 胡宗超 .微计算机在船舶车钟上的应用[J].天津航海, 1990.

[3] 孙秀强, 宋延民. 单片机在通用船舶车钟自动记录仪中的应用[J]. 天津职业技术师范大学学报, 2001.

Simulation of Ship’s Bell Design Based on Proteus Software

Zhang Guohua
(Wuhan Institute of Shipbuilding Technology , Wuhan 430050, China)

Based on the design of proteus simulation software, the paper puts forward a Keil C software design method of ship's bell , which is a ship's emergency telegraph system based on RS485 communication technology between the transmitter and receiver via RS485 asynchronous serial interface connected to each other. By the design verification to related functions of the ship telegraph software, the paper presents the improvement methods to the related problems found in the design of the software, such as no synchronization etc.

engine orders; Proteus software；MCU

TM773

A

1003-4862（2014）03-0029-04

2013-10-17

章国华(1964-),男，讲师。研究方向：机电一体化技术教学与研究。