基于PC104的飛機發控電路測試儀設計

龐 瀟，李 超

（1.中國空空導彈研究院主機配套部，河南洛陽,471000;2.陸軍航空兵軍事代表局駐洛陽地區軍事代表處,河南洛陽,471000)

基于PC104的飛機發控電路測試儀設計

龐 瀟1，李 超2

（1.中國空空導彈研究院主機配套部，河南洛陽,471000;2.陸軍航空兵軍事代表局駐洛陽地區軍事代表處,河南洛陽,471000)

針對飛機機上導彈發控電路的檢測需求，提出基于PC104主板的發控電路測試儀設計方案，并從硬件板卡的設計選型思路，軟件的測試流程、顯示界面設計等方面詳細介紹了測試儀的設計思路和實現方法。與以往基于DSP的測試儀相比，該設計具有生產周期短、成本低、維修維護方便等優點。

測試儀；PC104；VC++

Keywores: missile simulator; PC104; VC++

0 引言

飛機發控電路測試儀用于模擬導彈的工作邏輯及工作特性，對導彈與載機/發射裝置接口的信號特性進行檢測，判斷載機/發射裝置的工作狀態是否滿足加載并發射導彈的要求。以往的測試儀多使用以DSP芯片為核心的控制系統設計，具有實時性強、尺寸小等優點，但也存在設計、生產周期長，顯示界面簡單等缺點。

1 總體設計

測試儀設計分為結構設計和電氣設計兩部分。結構上，采用包裝箱內嵌工控機的設計。包裝箱上部設置測試儀面板，搭載航插、開關、顯示屏等可操作部件；面板下部通過導線，將信號傳輸至內嵌的工控機。工控機內搭載PC104主板等各功能板卡，用于測試載機/發射裝置下發的總線信號及模擬信號，并按照導彈的工作時序，輸出約定信號返回載機。測試儀的原理框圖如圖1所示。

圖1 測試儀原理框圖

2 通用板卡選型

2.1 主板

測試儀選用品牌廠商的寬溫PC104主板，該主板的尺寸為：90mm×96mm；環境適應性為：工作溫度-40℃～85℃，貯存溫度-55℃～85℃，相對濕度5～95℃。主板的小尺寸結構、與功能板卡的上下堆棧式連接及寬溫特性適應測試儀小型化的要求及較為惡劣的外場使用環境。

該主板具有如下資源：4個232接口、4個USB接口、VGA接口、SATA接口、GPIO接口等，滿足測試需求。它們的作用是：（1）USB接口：三個USB分別連接鼠標、鍵盤和觸摸屏等輸入設備；（2）VGA接口：選用支持VGA接口的便攜式顯示屏顯示測試信息；（3）RS232接口：用于與發射裝置串口通訊和測試數據下載；（4）SATA接口：可連接外置移動硬盤，用于功能擴展。

該主板采用Intel AtomTMD525處理器（主頻1.8GHz，雙核），內存2GB DDR3，板載硬盤4G，支持Windows操作系統，性能滿足測試儀軟件開發、使用。

2.2 總線板

選用PC104總線的1553/429接口卡各一個。1553板卡[6]支持雙冗余度BC/TR/MT模式，每個通道64K×16共享RAM，具有BC間隔時間可編程、BC幀自動重發、監控命令過濾等特性。429板卡[7]支持4收2發，具有標號過濾、可設置發送幀間隔、大容量接收和發送FIFO等特點。總線板與主板配合使用，可滿足與載機/發射裝置的總線通訊需求。

2.3 數據采集板卡

選用的數據采集卡的特性是：支持32路16位AD通道、200KHz采樣速率；8路14為DA通道；24路TTL/CMOS兼容IO，滿足模擬量處理的資源需求。

3 信號調理模塊設計

3.1 信號調理電路

信號調理電路共分為AD轉換電路、IO采集電路和繼電器輸出電路三類。AD轉換電路使用二極管、高精度電阻、LM124運算放大器等器件，將輸入電壓轉換為滿足AD板卡輸入要求的值。其中，對于交流電壓，使用AD536進行交直變換后再輸入板卡；IO采集電路使用光耦TLP621-4進行信號隔離，將輸入離散量轉換為TTL電平后輸出給IO板卡；繼電器輸出電路根據信號特性，選擇固態或電磁繼電器，將IO板卡輸出的信號轉換后輸出至載機/發射裝置。

3.2 模擬負載

負載板模擬導彈的供電/發射等多個信號的實際負載，測試發射裝置在帶載情況下的信號驅動能力。因導彈電池、發動機點火等多個信號的額定電流較大，本文選用多個RXG12-50W型大功率電阻模擬負載，具體阻值根據信號電平、負載電流確定。

4 測試流程設計

測試流程設計主要包含三部分模塊：一、上電的自檢與初始化；二、流程測試與響應；三、校準程序；上電自檢和初始化模塊用于測試儀上電后對硬件通道、板卡進行自檢；流程測試模塊模擬導彈工作時序，響應載機火控系統的命令；校準程序配合校準電纜完成測試儀的定期校準。

5 界面設計

界面設計用于生成人機界面顯示于顯示屏，作用有兩方面：一是將測試信息、關鍵數據顯示出來告知操作者，二是接收用戶操作指令。界面設計上使用消息集合框，關鍵數據提示框和重要信號虛擬指示燈三種方法盡量全面地顯示測試過程中的各種信息，方便用戶使用和監測；同時，設置虛擬按鍵接收用戶對測試儀的“狀態設置”、“流程切換”、“數據保存與打印”等命令。

6 結論

基于PC104的飛機發控電路測試儀在硬件上選用品牌廠商的貨架PC104板卡，具有生產周期短、成本低，便于生產、維修和保障的優點；軟件設計上，使用VC++編寫的界面美觀大方、顯示信息豐富、操作簡單，方便了用戶使用。

需要注意的是，因采用WINDOWS操作系統，也造成了測試儀開機時間長，在飛機復雜電磁環境中會偶發死機等問題，需要進一步地優化與改進。

[1]王兆偉.基于DSP的某型導彈測試儀設計[J]．四川兵工學報，2014(2):30－32.

[2]張鴻斌.基于DSP的發射裝置外場測試設備的設計與實現[J].四川兵工學報，2013, 34(10):16-19.

Design of a launch and control circuit tester on PC104

Pang Xiao1,LI Chao2
(1.China Airborn Missile Academy, Luoyang Henan, 471000;2.Army Air Force Military Representative Office in Luoyang, Luoyang Henan, 471000)

In order to test missile control circuit of a aircraft, this paper introduced a design of a tester based on PC104. The design idea and implementation method of the tester was told in detail including the design and selection of the hardware board, the testing flow and the display interface of the software.Compared to DSP based tester designed previously, this design had the advantages of short production cycle,low cost, convenient maintenance and so on.