基于虛擬儀器的機(jī)載陀螺儀測(cè)試系統(tǒng)研究

通信模塊實(shí)現(xiàn)板卡與計(jì)算機(jī)之間的通信，計(jì)算機(jī)使用RS232總線，而智能板卡使用CAN總線，轉(zhuǎn)換模塊完成數(shù)據(jù)的采集功能，如圖2所示。
C8051F005單片機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)D／A轉(zhuǎn)換器DAC714和A／D轉(zhuǎn)換器TLC2543的控制，產(chǎn)生直流電壓信號(hào)，經(jīng)輸出采樣電路的電壓／電流轉(zhuǎn)換、放大，輸出穩(wěn)定的直流電流。使用D／A輸出、A／D采樣，與主控單片機(jī)形成閉環(huán)控制系統(tǒng)?？捎面I盤(pán)進(jìn)行電流數(shù)值設(shè)定，用LED(發(fā)光二極管)進(jìn)行顯示，智能板卡數(shù)據(jù)采集框圖如圖3所示。

1．5 信號(hào)調(diào)理箱
信號(hào)調(diào)理箱實(shí)現(xiàn)信號(hào)的調(diào)理、采集和輸出。通過(guò)分析不同型號(hào)陀螺的工作原理，其輸出信號(hào)有同步器、模擬量和開(kāi)關(guān)量等信號(hào)。根據(jù)信號(hào)性質(zhì)，信號(hào)調(diào)理箱包含S／D、A／D和繼電器等集成電路，能夠?qū)⑼狡餍盘?hào)、模擬量信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，達(dá)到與計(jì)算機(jī)通信的目的。
采用CJ24Y4L和CJ24W型航空智能板卡采集陀螺儀的輸出模擬量。CJ24W航空智能板卡可以滿足模擬信號(hào)的輸出，輸出電壓為0～23 V。模擬量采集為24路單端輸入和8路差分輸入，分辨率為24位，可以采集0～300 V的電壓，0～2 A的電流。采集數(shù)據(jù)精度高、速度快、穩(wěn)定性好。由于陀螺儀的信號(hào)輸出數(shù)量多，不可能將所有信號(hào)同時(shí)輸入到信號(hào)調(diào)理箱，必須經(jīng)過(guò)繼電器矩陣進(jìn)行切換，繼電器切換必須具有足夠快的響應(yīng)時(shí)間，能通斷較大的信號(hào)，因此選用型號(hào)為JDQ航空智能板卡，實(shí)現(xiàn)信號(hào)的連接、斷開(kāi)和轉(zhuǎn)換。該航空智能板卡工作電壓為DC+27 V，信號(hào)的采集和模擬均符合航電設(shè)備的輸入輸出要求。

2 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
系統(tǒng)軟件采用美國(guó)NI公司的虛擬儀器軟件LabWindows／CVI進(jìn)行設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)，CVI是在C語(yǔ)言(ANSIC)的基礎(chǔ)上增加了儀器控制和工具函數(shù)庫(kù)的虛擬儀器開(kāi)發(fā)軟件，具有友好的圖形用戶(hù)界面，因此選用CVI可以加快測(cè)試程序開(kāi)發(fā)。系統(tǒng)軟件原理圖如圖4所示。

為了方便和規(guī)范測(cè)試系統(tǒng)程序的編寫(xiě)，將各個(gè)硬件模塊的驅(qū)動(dòng)編譯生成動(dòng)態(tài)庫(kù)，由測(cè)試系統(tǒng)程序根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)用。系統(tǒng)程序開(kāi)發(fā)過(guò)程中，硬件驅(qū)動(dòng)和虛擬儀器界面的開(kāi)發(fā)是重點(diǎn)。
硬件驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)是對(duì)智能板卡進(jìn)行程控，方便測(cè)試系統(tǒng)程序的編寫(xiě)和集成。航空智能板卡驅(qū)動(dòng)程序是上位機(jī)與下位機(jī)程序通信的紐帶，通過(guò)調(diào)用驅(qū)動(dòng)函數(shù)實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)對(duì)硬件的控制。虛擬儀器界面提供人機(jī)接口，操作員根據(jù)需要施加信號(hào)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)信號(hào)。CVI提供了開(kāi)發(fā)虛擬儀器界面的用戶(hù)接口資源文件(*．uir)、各種控制和顯示控件，用于模擬實(shí)際儀表界面。分析完成航空電源智能采集板上位機(jī)采集功能所需的各種控件。根據(jù)CVI軟件編程，完成控件的編制，除了一些基本的控制顯示控件外，還有一個(gè)示波器顯示控件，它用于顯示采集數(shù)據(jù)的波形。機(jī)載陀螺進(jìn)行檢測(cè)系統(tǒng)軟件流程如圖5所示。

控制函數(shù)的編寫(xiě)過(guò)程中，由于在板卡功能設(shè)計(jì)中有交流和直流之分，因此在波形顯示界面設(shè)計(jì)時(shí)，也將其分為交流和直流2個(gè)波形顯示界面。而在運(yùn)行程序過(guò)程中，采集交流或直流，都需將另外一個(gè)隱藏起來(lái)，這就用到函數(shù)SetCtrlAttribute(panelHandle，PANEL_STRIPCHAR-T，ATTR_VISIBLE，1)和函數(shù)SetCtrlAttribute(panelHandle，PANEL_GRAPH，ATTR_VISIBLE，0)。在控制函數(shù)中，繪制波形的函數(shù)PlotStrip Chart(panelHandle，PANEL_STRIPCHART，data，1，0，0，VAL_DOUBLE)； 采用函數(shù)SetCtrlAttribute(panelHandle，PANEL_TIMER，ATTR_ ENABLED，1)打開(kāi)時(shí)鐘，進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。