基于1553B總線的導彈測試和測發控技術研究

程駿

摘 要： 導彈測試與發射控制系統是對導彈控制系統性能及全彈配合性信號的協調性實施測試、發射條件檢查和準備、對檢查合格的導彈按命令進行發射的系統。其性能直接影響武器系統的整體性能，設計出一套準確、快速、可靠、模塊化、小型化和易維修的導彈測試及測發控系統成為武器系統地面測試設備發展追求的目標。

關鍵詞： 1553B總線；導彈測試；測發控技術

1 引言

武器系統設計具有很強的繼承性，產品功能稍加改變之后，以繼電器主導的導彈測試及測發控系統需要重新設計、安裝，十分費時延長了武器系統更新周期，增加研制成本。設計一套繼承性好的導彈測試及測發控的設備成為今后導彈測試及測發控技術的發展趨勢。

2 1553B總線系統概述

1553B是美國軍用標準的串行通信總線，全稱是“飛機內部分時制指令/響應多路傳輸數據總線[1]”。標準規定了數字式的命令/響應時分制多路數據總線的技術要求也規定了多路總線的操作方式和總線上的信息流的格式以及電氣要求，能夠提供靈活而不需要增加硬件和軟件的設計。

1553B總線的主要構成有：總線接口模塊，總線耦合器，電纜，電纜連接器，終端匹配等。由兩根冗余總線連接可掛接32個終端。按其作用分為：總線控制器（BC）、總線檢測器（BM）、遠程終端（RT），調制成曼徹斯特編碼進行傳輸。

1553B總線特征如下：

（1）傳輸速率為1Mbps，字的長度為20bit，數據有效長度為16bit，消息最大長度為32個字；

（2）傳輸方式為半雙工，傳輸協議為命令/響應方式，故障容錯是典型的雙冗余方式，第二條總線總處于熱備份狀態；

（3）傳輸媒介為屏蔽雙絞線，總線耦合方式分為直接耦合和變壓器耦合。

3 總線測發控系統構成

1553B總線控制方式有集中模式的靜態總線控制方式和分布模式的動態總線控制方式。靜態總線控制方式是由一個固定的總線控制器管理總線上所有子系統間的消息通信，該方式具有通信控制簡單、故障易檢測、軟硬件易實現等優點。動態總線控制方式指總線上有若干個具備作為總線控制器的子系統，在一個時間段僅允許其中一個作為總線控制器，可由時分制方式或循環方式交接總線控制權，該方式具有分布控制網絡的優勢。另外，為滿足導彈總體可靠性指標的要求，采用雙冗余度的總線容錯方式保證數據傳輸的正確性并避免由于工作環境惡劣而引起掉電導致的干擾錯誤[2]，基于上述特點，設計了基于分布模式的動態總線控制方式的導彈測試及測發控系統。

導彈測試與發射控制系統總體連接示意圖如圖1所示，圖2為導彈控制系統模塊分布圖、圖3為地面設備組成模塊示意圖。

4 導彈測試與發射控制系統工作過程

4.1 狀態檢查

狀態檢測功能完成對被測對象的狀態監視并在出現異常時進行報警等操作。主要由數字I/O模塊、A/D模塊配合多路轉換器、信號調理電路完成。數字I/O模塊的某些通道設置為程序查詢方式或中斷方式，開關量的狀態由主機自動提取；在中斷方式下，每一通道的變化由模塊以中斷方式通知主機讀取和進行必要的處理。A/D模塊的特定采樣通道用來實現實時巡檢被測對象的測溫電阻，方法是使用程序多線程技術控制模塊測量電阻上的電壓進行采集和計算。

4.2 發射控制檢查

發射控制功能主要完成對控制對象的工作啟動、停止狀態設置、狀態切換、測試回路建立等，使武器系統等效處于某種工作狀態。這是通過數字I/O模塊、多路轉換器、信號調理電路以及由它們所驅動負載中的執行機構完成的。

4.3系統測試

對被測對象施加激勵信號，包括直流電壓、交流電壓、交流調制信號、階躍信號，能夠采集被測對象輸出信號進行測量、分析和處理，包括直流電壓參數、交流電壓參數、電阻值、時間、脈寬、脈寬差并可完成通信測試。

4.4 系統軟件結構

基于Windows2000操作平臺，采用Borland公司的C++語言編寫軟件。實現窗口、事件和消息與硬件驅動程序相融合。軟件總體構架主要包括1553B模塊即插即用驅動程序、1553B模塊支持的DLL庫函數、高級編程語言和測發控系統軟件四部分。其中，模塊驅動程序與操作系統配合，主要管理1553B模塊在計算機系統中的地址分配、中斷申請、內存使用、基本輸入/輸出操作等，它們處在最底層；DLL庫函數是面向用戶的各種接口函數原型和解釋，用戶通過調用不同的接口函數，操作底層驅動程序，達到控制模塊參與測試的目的；處在頂層的測發控系統軟件是用戶利用C++語言開發的應用程序，通過DLL庫函數間接完成對模塊的底層操作。

5 結束語

實踐證明基于1553B總線的導彈測試及測發控系統能很好的滿足數據實時性、傳輸的完整性、方便故障的排查、容錯處理和系統管理等要求，具有一定的工程應用價值。

參考文獻

[1]聶俊偉，向超.基于NIOS2的MIL-STD-1553B總線協議的分析[J].通信技術，2007，40（12）

[2]周耀群.汽車道路試驗便攜式數據采集系統的設計與開發[J].自動化儀表，2006 27（8）：63