基于单片机的新型海警舰艇电子舵角指示仪

4．2 测试方法
严格按照船艇舵角度指示器对舵方法测试，先将舵角指示器的指针指向“0”刻度，观察舵机室的实际舵角是否在正舵位置。然后再慢慢将舵轮往左(右)转到满舵，检查舵轮座上的舵角指示器与船尾杆上的指示刻度是否一致。接着用同样的方法向右(左)满舵进行一次，再快速转舵一次，然后操舵人员听令，分别连续地作左(右)5°，15°，25°，满舵操舵和回舵。最后进行从左满舵到右满舵、回舵的试验，以判断追随机构、工作系统和舵角指示器的可靠性、准确性、运转速度及平稳性。
4．3 测试数据和分析
C8051F020／1／2／3单片机所有模式和数字外设均可由用户固件使能／禁止和配置。FLASH存储器还具有在系统重新编程能力，可用于非易失性数据存储，并允许现场更新8051固件。片内JTAG调试电路允许使用安装在最终应用系统上的产品MCU进行非侵入式(不占用片内资源)、全速、在系统调试。该调试系统支持观察和修改存储器和寄存器，支持断点、观察点、单步及运行和停机命令。在使用JTAG调试时，所有的模式和数字外设都可全功能运行。
经过反复的测试，用万用表测得3组角度传感器的输出电压对应的角度值，3组数据取平均值，最后得出1组数据，并根据数学上的线性回归曲线原理，运用软件计算出本系统的线性回归曲线。如图5所示。

使用线性计算方法，得到线性回归方程：
y=0．013 9x+0．924 9
综合实验数据表明，该电子舵角系统达到了以下技术指标：
(1)电源电压：AC 220 V／50 Hz或DC 5 V；
(2)指示精度：0．1°；
(3)噪声等级：小于55 dB；
(4)接口形式：插座式；
(5)测量范围；±60°；
(6)精确度：0．002 85；
(7)抗摇摆和倾斜范围：横摇：±22．5°；纵摇：±10°；横倾：±22．5°；纵倾：±10°；
(8)显示灵敏度：小于等于0．1 s；
(9)偏舵极限角：大于等于±35°时发出声光报警。
单片机芯片有很多预留的功能，以便在其他领域拓展方面留有发展的余地。
完全集成的混合信号系统级MCU芯片，具有64个数字I／O引脚(C8051F020／2)高速，流水线结构的8051兼容的CIP-51内核(可达25 MIPS)高速，还包括A／D和D／A转换，可以进一步设计向船艇自动导航系统发展。且其具有高灵活性和扩展性，在军用伺服系统、天线系统、雷达测量系统、火炮控制系统和机床控制系统等都可以应用。有待于今后进一步挖掘更多的功能，拓展到其他领域的应用。

5 结语
通过对现有海警舰艇舵角指示系统的分析，运用电子技术和单片机技术，提出了一种新型的电子舵角指示方式，运用该方法设计了一种实用的电子舵角指示仪，最后，制作了实验样机并进行了实验。实验结果表明，本电子舵角指示方法可行，设计的电子舵角指示仪克服了现有舵角指示仪的不足，在公安海警舰艇建造和现有舰艇的改造中具有极大的推广应用价值。
在实验中还发现，本系统在传感器的防护方面还需进一步研究和设计，整机的封闭还需做进一步的改进，同时系统稳定性及其他性能还需在使用过程中做进一步的考证。