某型备份仪表显示器按键处理的软件设计

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　　摘 要：备份飞行显示器是机上重要的组成部分之一，在飞行过程中作为备份系统提供姿态数据，能够精确指导飞行，提高飞机安全可靠的到达目的地。備份飞行显示器主要由信号处理板和图形处理板、导光板等组成，完成向航电系统输入命令并指导航电系统工作，同时通过ARINC429总线与外部设备进行通讯，解算、处理并最终在液晶显示屏上以数字和图表以及动态图形的方式实时显示飞行参数数据，备份飞行显示器能将飞行过程中某些故障信息以直观可视化的方式提示报警，对整个航电系统起到及时监控作用，有效的提高了飞行安全性。其中按键是备份飞行显示器和操作员的重要沟通载体，按键处理需要完成显示器的功能实现，满足操作员对显示器的基本需求，是人机交互的关键。
　　本文首先介绍了备份飞行显示器的功能和组成，对按键处理的研制任务进行了需求分析，然后在基于CodeWarrior的开发平台下，使用C语言设计了满足按键任务的按键处理软件，完成了软件开发到设计，最后通过按键软件联试，验证了按键处理软件功能逻辑，经过测试，按键处理软件运行稳定，满足需求，人机界面良好。
　　关键词：备份仪表显示器;按键状态;按键响应
　　一、概述
　　备份仪表显示器是飞机航电系统中重要的机载设备，主要用来显示飞机的姿态（横滚、俯仰）、航向角、气压高度、指示空速、升降速度、无线电高度等信息，作为综合显示系统的备份使用[1]。
　　备份仪表显示器，包括液晶显示模块、图形处理板、信号处理板、导光板、电源模块。导光板有周边按键设计，是人机交互的信息输入部分，操作员可以通过按键实现切换画面、调节昼夜亮度模式以及场压装订等功能，具体飞行参数信息由液晶显示模块显示。其中信号处理板的功能之一，就是处理按键并响应，实现操作员和显示器的通信交互功能[2]。
　　备份仪表显示器有4个按键，在按压按键的过程中，有0.3mm～0.4mm的按压行程，按键内部开关的按压力大小为3.92×（1±10%）N，符合正常按压数值。信号处理板的按键处理软件，输出信号用来控制图形处理板或者与外部设备交联，根据不同操作员的输入意向，响应不同的功能。以软件方式实现按键逻辑控制和处理。
　　二、需求分析
　　操作员通过按键操作，进行人机交互。备份仪表显示器导光板有4个按键，主要执行4个功能，如图1所示，操作员通过按压按键，实现对显示器亮度的调节，可以调节为日/夜模式以适应不同的环境亮度，提高显示器的可读性。操作员通过按压按键，进行显示器画面的切换控制，调出需要监测或者需要设置的运行参数，包括空速、升降速度、高度、姿态、场压等参数。操作员通过按压按键，触发与外部其他设备进行握手通信。操作员通过按压按键，编辑画面场压参数或者选择画面显示单位。
　　（一）按键状态获取和判断
　　按键总共有8组合状态图，来实现8种方式的不同操作。按键获取软件定时扫描当前按键状态，当操作者按下按键，判断操作者的按键操作属于那个状态，也就是显示器可以读取按键状态并判断，采用整数数值1到8来标识8种不同操作方式，如图2所示。
　　（二）按键响应
　　备份仪表显示器有7种显示画面，采用整数1到7来标识7种不同画面状态。按键响应有画面显示状态的切换，亮度调节和场压装订，以及触发外部设备，按键响应需要依据当前显示画面状态和按键状态，给出对应的输出，发送到图形处理板或者外部设备，然后在液晶显示屏编辑显示或者与外设通信。
　　三、软件设计
　　在按键处理软件设计过程中，结合之前产品的按键需求分析和信号处理芯片的开发能力，以及C编程语言，将按键处理软件分为两大模块进行设计。包括按键状态获取和判断、按键响应两大模块。其中按键状态和画面状态是两大模块的主要交互数据。
　　（一）按键状态获取和判断
　　根据需求分析，操作员需要随时可以按压按键，调取所需画面，在按键处理软件设计中，采用按键值标识当前按键状态，按键值用0，1表示。0表示按下，1表示抬起。
　　实际设计开始时，在定时中断函数中，添加按键状态获取和判断函数，定时扫描所有按键当前状态，并更新按键信息，包括当前按键按下计数、当前按键状态等。据按键信息判断按键情况，如果有按键按下并抬起，则产生有效按键[3]。
　　（二）按键响应
　　在定时中断函数中，添加按键状态获取和判断函数之后，添加按键响应函数。软件设计结构为采用switch判断按键状态值KeyMessage，逐步判断按键状态。在每个case语句中，采用if来判断当前显示画面状态值PictureNum，在不同画面，操作按键有不同的输出反馈，即时相同的操作也会收到当前画面不同而响应不同。
　　四、软件验证
　　备份飞行显示器通过软件测试验证及后期应用的验证，得到了在使用状态下的正确的按键值解算和画面状态显示，功能测试和逻辑验证均能稳定准确的满足软件按键处理需求。
　　五、结论
　　本文在介绍了备份仪表显示器的作用后，进行了基于实际按键功能需求的分析，将需求主要分为两个模块，并相应对各个模块进行了软件设计，按键操作更加方便明确，按键响应的用户界面良好，能够满足按键处理需求。最后通过与其他系统进行联合测试，验证了其功能和逻辑，完成了备份飞行显示器的按键处理软件设计。
　　六、参考文献：
　　[1]霍曼，飞速发展的航空电子，航空工业出版社 ，2007
　　[2]赵影、张明明、方佳在、周长明，教练机综合备份导航显示系统研究，教练机，2019年4期
　　[3]杨永明，单按键值的单次增加和连续增加的软件实现，湖北民族学院学报，2010.6.20
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