基于1553B 總線的多通道測控系統開發

張鵬翼

（中航航空電子有限公司，北京 100086）

我國使用控制器產品的數量逐漸增加，對產品展開驗收試驗會耗費大量的精力和成本，通過使用先進的測控系統，讓驗收試驗效率大大提高，有效地降低成本精力，提高企業的運營效率。以往的測試系統不僅操作復雜，還需要讓操作人員參與到試驗中驗證試驗數據。因此需要積極展開多通道測控系統的開發，優化測控效率，減少測控耗費的時間和精力。

1 系統硬件設計

本文探究的是四通道測控系統的開發，這種結構能夠代替信號發生器以及信號示波器，可以提供模擬輸出以及采集的功能，縮短四臺控制器試驗使用的時間。系統在數據總線標準之上，使用BC-RT 模式進行設計，選擇1553B 板卡以及被測產品匹配板卡。在I/O 板卡上要有豐富的I/O 接口，本研究使用了使用AECCAN-PCI-2型號的板卡。在1553B 總線上使用了BUSA、BUSB 兩種總線通信方式，實現了BC 和RT 通信。被測產品屬于三余度設計，使得單臺產品能夠具備控制器獨立通信功能，在測控箱中配置了隔離調理信號單元。工控機能夠控制I/O 板卡上的開關，使得相應的自控制器可以完成1553B 總線電纜的通暢。多通道測控系統利用板卡對被測產品以及工控機進行模擬通信，模擬板卡為BST33102型號產品[1]。將模擬板卡和被測產品DA、+15V 以及+9V 相連接，板卡可以自動采集。但是板卡能夠采集的范圍只限定在-10V～+10V 之間，因此要對15V 電壓進行分壓，使用兩個50K 電阻實現分壓平均化。測試系統最多可以支持四臺產品同時測試，在工控機內部的板卡可以利用B5電纜和測控箱相連接，在測控箱中使用電纜提供電能，利用模擬電纜和被測產品通過模擬信號進行通信。

2 系統軟件設計

2.1 軟件結構

在設計多通道測控系統軟件的過程中，主要以VisualStoudio為主，運用C#語言完成相關的設計工作。就測控系統的功能來說，主要包含三方面：一是結合用戶的具體設定，基于1553B 總線與選定的產品進行通信；二是結合用戶的選定，與產品進行模擬通信；二是對接受信息進行零偏、擬合、線性度、濾波處理。在這一基礎上，便能夠確定測通系統的軟件結構，即人機交互、數據庫、后臺軟件三部分。其中，人機交互為用戶提供一個試驗的入口，將數據以直觀的形式展現出來；后臺軟件分為不同的模塊，數據處理、AD 采集與DA 輸出、顯示與保存、發送與接受模塊；數據庫主要就是對數據的存入、處理，并確定文件的路徑、格式等。

2.2 關鍵技術

在設計測控系統軟件時，需要解決的問題是DAQ 數據、1553B 數據的同步顯示。為了實現這一目標，可以采用設置板卡的方式，控制好硬件采集數據的誤差，在測試1553B 時使用f 表示其自身的頻率，并以此來設置測試系統的頻率。以1553B 協議為前提的模式結構（BC-RF），其中BC 是接受信息、發送信息的依據與前提，所以1553B 的實際通信頻率也應該設置f。另外，1553B、DA 之間在通信質量、輸出指令方面是相同，所以DA的設置應該等同于1553B 卡板，其頻率為f，輸出的方式為中斷連續輸出。而系統中的數據讀取，因為采用定時中斷的模式，就需要將其頻率設置為4f，通過這樣的方式實現系統中軟件的設計目的。

3 系統測試結果

3.1 測試流程

首先，使用傳統的測試方式對DA 性能、AD 性能進行測試，做好各項數據、參數的分析與記錄。由于傳統的測試方式較為復雜，受篇幅的限制，本文不對其進行描述。其次，為了保證測試結果的精準性，需要以1553B 總線為基礎，采用多通道測控系統的方式，對DA 性能、AD 性能進行測試。在對系統進行通電處理以后，將DA 性能、AD 性能的測試頻率調節至100Hz，共計需要進行1分鐘的測試。做好準備工作以后，工作人員點擊“開始測試”按鈕，便可以對波形進行詳細的關系，分析DA 性能、AD 性能。

3.2 預期成本

采用傳統的方式進行測試工作，因為整體的步驟、工序較多，所以需要消耗更多的時間成本。而在這一過程中，還會產生很多隱性的經濟成本，如果電費、人工費、場地費等，基本上都是按時間進行計算的，所以傳統的測試方式還會產生較高的經濟成本。相比之下，基于1553B 總線的多通道測控系統方式，其步驟簡單（上文以提及），所以不會消耗大量的時間，同理測試過程中的隱性經濟成本也會降低[2]。經過詳細的計算、分析、比較可以發現，基于1553B 總線的多通道測控系統的方式，其所需要的成本僅僅是傳統測試方式的1/4，具有更強的時效性、經濟性。

4 結束語

綜上所述，本文基于1553B 總線研究了多通道測控系統的開發，使用該系統進行產品驗收，可以讓驗收時間得到最大化縮短，提升試驗驗收的效率，更有利于縮減人工成本。在研發系統過程中，需要加強處理濾波，讓測量結果更加準確的反饋產品特性，提高電纜的抗干擾能力。