一種有無線模塊的發(fā)射裝置外場(chǎng)測(cè)試儀設(shè)計(jì)

摘要針對(duì)傳統(tǒng)的空空導(dǎo)彈發(fā)射裝置中外場(chǎng)測(cè)試儀與飛機(jī)座艙無法直接通信的問題，設(shè)計(jì)了一種具有無線模塊的外場(chǎng)測(cè)試儀。該測(cè)試儀可通過無線方式與座艙通信，提高了測(cè)試效率。同時(shí)無線模塊替代了顯示屏等人機(jī)接口，減小了測(cè)試儀的體積和重量，便于使用和運(yùn)輸。
關(guān)鍵詞發(fā)射裝置；外場(chǎng)測(cè)試儀；無線模塊；單片機(jī)

發(fā)射裝置外場(chǎng)測(cè)試儀(以下簡(jiǎn)稱測(cè)試儀)是空空導(dǎo)彈發(fā)射裝置的專用外場(chǎng)檢測(cè)設(shè)備。在載機(jī)掛彈前，測(cè)試儀可模擬導(dǎo)彈部分的信號(hào)、負(fù)載和時(shí)序，完成對(duì)空空導(dǎo)彈發(fā)射裝置及飛機(jī)有關(guān)線路、信號(hào)和工作時(shí)序的定性檢查。
載機(jī)掛彈前，使用測(cè)試儀檢測(cè)發(fā)射裝置是一個(gè)飛機(jī)座艙與測(cè)試儀間的互動(dòng)過程：座艙要向測(cè)試儀下發(fā)命令，告知測(cè)試儀發(fā)射裝置的某個(gè)狀態(tài)；測(cè)試儀完成該狀態(tài)的測(cè)試后，需上報(bào)測(cè)試結(jié)果或故障信息。傳統(tǒng)的測(cè)試儀由一體化的工程機(jī)箱構(gòu)成，附帶按鈕、指示燈和顯示屏等實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互，無法直接與座艙傳輸信息。測(cè)試中，上述交互過程是由座艙和地面的地勤人員通過對(duì)講機(jī)而實(shí)現(xiàn)的。由于每個(gè)發(fā)射裝置要測(cè)試多個(gè)狀態(tài)，多個(gè)掛點(diǎn)的發(fā)射裝置均要測(cè)試，因此耗時(shí)過長(zhǎng)。
文中在傳統(tǒng)測(cè)試儀上添加了無線通信模塊，設(shè)計(jì)了一種帶無線通信功能的測(cè)試儀。該測(cè)試儀可通過無線方式接收飛機(jī)座艙下發(fā)的測(cè)試命令，上報(bào)發(fā)射裝置的測(cè)試結(jié)果，多個(gè)掛點(diǎn)的測(cè)試儀可并列上傳數(shù)據(jù)，從而提高了發(fā)射裝置的外場(chǎng)測(cè)試效率。

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案
TMS320LF2407A是TI公司推出的一款高性能、低功耗的16位嵌入式處理器，可尋址192 kB×16位的外部存儲(chǔ)空間，有高達(dá)41個(gè)通用I／O引腳、5個(gè)外部中斷，并帶有串行通信接口模塊(SCI)和10位ADC轉(zhuǎn)換器等模塊。該款DSP功能較強(qiáng)，是傳統(tǒng)測(cè)試儀的核心芯片。在配合適當(dāng)?shù)耐鈬酒?，可?duì)發(fā)射裝置下發(fā)的總線數(shù)據(jù)、離散信號(hào)等進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)試。
AT89S52單片機(jī)是51系列單片機(jī)中應(yīng)用較為廣泛的芯片之一，具有低功耗、高速和抗干擾性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。
nRF905單片無線收發(fā)器是挪威Nordic公司推出的射頻發(fā)射器芯片，可工作于433／868／915 MHz共3個(gè)ISM頻段，由頻率合成器、接收解調(diào)器、功率放大器、晶體振蕩器和調(diào)制器組成，使用SPI接口與微控制器通信，具有配置方便、功耗低等優(yōu)點(diǎn)。
文中采用TMS320LF2407A作為主處理芯片，使用AD、I／O、429等接口功能模塊完成信號(hào)轉(zhuǎn)換。測(cè)試儀通過電纜連接至發(fā)射裝置的下接口后，可接收并測(cè)試發(fā)射裝置下發(fā)的各種信號(hào)。采用AT89S52單片機(jī)與nRF905射頻芯片組成無線收發(fā)模塊，完成測(cè)試儀與座艙之間的信息交互，實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)測(cè)試儀上按鍵和顯示器的功能。由于測(cè)試儀所測(cè)發(fā)射裝置掛裝的掛點(diǎn)不同，飛機(jī)座艙可根據(jù)接收信息中的掛點(diǎn)號(hào)區(qū)分各測(cè)試儀，從而實(shí)現(xiàn)多個(gè)掛點(diǎn)發(fā)射裝置的并列測(cè)試。整個(gè)測(cè)試系統(tǒng)如圖1所示。

2 硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
2．1 測(cè)試儀總體設(shè)計(jì)
測(cè)試儀主要分為兩個(gè)模塊，一是以DSP為核心的發(fā)射裝置數(shù)據(jù)測(cè)試模塊；二是以單片機(jī)為核心的數(shù)據(jù)無線收發(fā)模塊。
數(shù)據(jù)測(cè)試模塊通過電纜與發(fā)射裝置的下接口相連，接收并檢測(cè)數(shù)據(jù)。發(fā)射裝置下發(fā)的信號(hào)主要為429總線數(shù)據(jù)和電壓、電流等離散量。文中使用429協(xié)議芯片HIS-3282轉(zhuǎn)換429總線數(shù)據(jù)，使用RS232、通用I／O、AD／DA等轉(zhuǎn)換離散的模擬信號(hào)，接口部件將轉(zhuǎn)換好的數(shù)據(jù)統(tǒng)一交由DSP處理。另外，測(cè)試儀面板上裝有設(shè)置掛點(diǎn)號(hào)的波段開關(guān)，所設(shè)的掛點(diǎn)信息由數(shù)據(jù)測(cè)試模塊采集并處理。該開關(guān)由地勤人員根據(jù)所測(cè)發(fā)射裝置在載機(jī)下的掛點(diǎn)號(hào)設(shè)置。
數(shù)據(jù)無線收發(fā)模塊有兩個(gè)數(shù)據(jù)傳輸通道：一是通過串口與DSP進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；二是通過nRF905與座艙實(shí)現(xiàn)無線數(shù)據(jù)交聯(lián)。單片機(jī)完成對(duì)nRF905的控制、傳輸信息的轉(zhuǎn)換和打包等。另有頻點(diǎn)選擇電路為無線模塊設(shè)置通訊頻點(diǎn)。
此外，測(cè)試儀內(nèi)有獨(dú)立的電源模塊為各部分供電。測(cè)試儀內(nèi)各模塊如圖2所示。