控制单元分为四个模块，分别是接口模块、主控模块、电流采集模块和电源管理模块。其中接口模块是甲板通信系统和水下设备通信的中转站；主控模块完成发射机波形控制和基本状态采集；电流采集模块完成发射电流数据的实时存储；电源管理模块完成各模块的电源控制。

接口模块携带串口转光纤传输八路串口信息，包括GPS时间信息、秒脉冲信号、两路高度计信息、姿态方位信息、电流信息、电源控制信息和发射机状态信息，是甲板通信系统和水下设备通信的中转站，同时也是控制舱和发射舱电源供给和信息交换的中转站。其中12 V和24 V两路电源由接口单元引入电路控制部分，通过数据总线来连接控制舱内的各个模块，通过控制总线来连接发射舱的绝缘栅双极型晶体管（insulated gate bipolar transistor，IGBT）控制电路。图7.14为接口模块电路框图。

图7.14　接口模块框图

主控模块实现发射波形控制和状态采集功能，主控模块主要是单片机通过串行外设接口（serial peripheral interface，SPI）控制复杂可编程逻辑器件（complex programmable logic device，CPLD）输出控制波形，进行时间同步，单片机通过A／D实现电池电压采集，通过CAN总线来实现发射舱本地温度和发射电压采集，同时通过串口与上位机进行交互。图7.15展示了主控模块框图。

图7.15　主控模块框图(www.daowen.com)

图7.16　电流采集模块框图

图7.16为电流采集模块框图。ARM7主控运行了嵌入式实时操作系统UCOSⅡ，实现各种资源的分类和统一管理，分为两个任务，分别是命令处理任务和数据处理任务。当控制板对钟查询无误后，甲板通信系统发送文件创建命令，读取U盘中的文件数量，串口接收GPS时间信息，并在U盘中创建文件存储当前GPS时间，并开启文件存储，等待GPS中断。当GPS中断来到后开启对脉冲信号的计数。甲板通信系统再发送开始存储文件。当脉冲信号上升沿来到时，A／D采集一次，并且计数加1，A／D采集的信号由发射舱中的信号采集电路提供，具体是由霍尔电流传感器采集发射的电流信息并输出电压信息，经调理电路处理后送至A／D口。同时A／D还采集发射电压信号和控制波形信号。此时CPLD同时计脉冲信号的上升沿个数，以防止当ARM7主控板发生故障时计数个数丢失或者暂停计数，对后期数据处理造成影响。当发射结束时，甲板通信系统发送停止命令，此时ARM7主控停止A／D采集，停止数据存储，同时创建文件，并存储当前GPS时间作为结束时间。

电源管理模块通过AVR单片机控制PMOS管来实现各路电压的关断，并完成电压转换，在仪器不工作时，关闭各路电压，降低功耗。其结构框图如图7.17所示。

图7.17　电源管理模块框图