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随着计算机技术的广泛应用，由计算机组成的数字控制系统将逐步取代传统的模拟控制系统。计算机包括个人微机(PC机)和工作站及网络技术也应用到船舶的驾驶和管理之中，船用电子设备如GPS、雷达、电罗经等设备之间存在着各种各样的接口关系，使船舶设备的接口关系更加复杂多样。为解决信号不统一的问题，提出设计一种船舶信号采集与处理系统，输出的信号为标准的NMEA-0183格式信号。船舶设备上自整角机和步进电机应用比较广泛，本系统以这两种设备的信号采集与处理来研究并开展设计的。自整角机是一种感应式同步微型电机，它广泛用于显示装置和随动系统中，使机械上互不相连的两根或多根转轴能够自动保持相同的转角变化，即同步旋转。自整角机的三相模拟信号中含有轴角信息，经过信号隔离转换电路隔离并转换为两相正弦和余弦信号后送入轴角／数字转换电路。正余弦信号进入89C51处理后，经串口输出标准的NMEA-0183格式信号。步进电动机又称脉冲电动机或阶跃电动机，它是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。其三相绕组的电平规律为6进制格雷码，所以对步进罗经信号只需降压，判别航向增减即可送至单片机处理，获得标准的NMEA-0183格式信号。89C51为该系统的核心元件。对自整角机信号查表求反正切，为避免出现正切值出现无穷大，把360°划分为8个区域，只需求得0～45°的反正切值，根据三角函数关系确定角度。对步进信号，查格雷码表，得到航向在1度以内的变化量。根据格雷码变化规律得到航向是增还是减的信号，前一航向加或者减该航向变化量得到新航向。这两种信号都送到89C51的串口，等待上位设备来采集。输出信号格式符合NMEA-0183标准。