一種有無(wú)線(xiàn)模塊的發(fā)射裝置外場(chǎng)測試儀設計

摘要針對傳統的空空導彈發(fā)射裝置中外場(chǎng)測試儀與飛機座艙無(wú)法直接通信的問(wèn)題，設計了一種具有無(wú)線(xiàn)模塊的外場(chǎng)測試儀。該測試儀可通過(guò)無(wú)線(xiàn)方式與座艙通信，提高了測試效率。同時(shí)無(wú)線(xiàn)模塊替代了顯示屏等人機接口，減小了測試儀的體積和重量，便于使用和運輸。
關(guān)鍵詞發(fā)射裝置；外場(chǎng)測試儀；無(wú)線(xiàn)模塊；單片機

發(fā)射裝置外場(chǎng)測試儀(以下簡(jiǎn)稱(chēng)測試儀)是空空導彈發(fā)射裝置的專(zhuān)用外場(chǎng)檢測設備。在載機掛彈前，測試儀可模擬導彈部分的信號、負載和時(shí)序，完成對空空導彈發(fā)射裝置及飛機有關(guān)線(xiàn)路、信號和工作時(shí)序的定性檢查。
載機掛彈前，使用測試儀檢測發(fā)射裝置是一個(gè)飛機座艙與測試儀間的互動(dòng)過(guò)程：座艙要向測試儀下發(fā)命令，告知測試儀發(fā)射裝置的某個(gè)狀態(tài)；測試儀完成該狀態(tài)的測試后，需上報測試結果或故障信息。傳統的測試儀由一體化的工程機箱構成，附帶按鈕、指示燈和顯示屏等實(shí)現人機交互，無(wú)法直接與座艙傳輸信息。測試中，上述交互過(guò)程是由座艙和地面的地勤人員通過(guò)對講機而實(shí)現的。由于每個(gè)發(fā)射裝置要測試多個(gè)狀態(tài)，多個(gè)掛點(diǎn)的發(fā)射裝置均要測試，因此耗時(shí)過(guò)長(cháng)。
文中在傳統測試儀上添加了無(wú)線(xiàn)通信模塊，設計了一種帶無(wú)線(xiàn)通信功能的測試儀。該測試儀可通過(guò)無(wú)線(xiàn)方式接收飛機座艙下發(fā)的測試命令，上報發(fā)射裝置的測試結果，多個(gè)掛點(diǎn)的測試儀可并列上傳數據，從而提高了發(fā)射裝置的外場(chǎng)測試效率。

1 系統設計方案
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位的外部存儲空間，有高達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轉換器等模塊。該款DSP功能較強，是傳統測試儀的核心芯片。在配合適當的外圍芯片后，可對發(fā)射裝置下發(fā)的總線(xiàn)數據、離散信號等進(jìn)行準確測試。
AT89S52單片機是51系列單片機中應用較為廣泛的芯片之一，具有低功耗、高速和抗干擾性強的優(yōu)點(diǎn)。
nRF905單片無(wú)線(xiàn)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、接收解調器、功率放大器、晶體振蕩器和調制器組成，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轉換。測試儀通過(guò)電纜連接至發(fā)射裝置的下接口后，可接收并測試發(fā)射裝置下發(fā)的各種信號。采用AT89S52單片機與nRF905射頻芯片組成無(wú)線(xiàn)收發(fā)模塊，完成測試儀與座艙之間的信息交互，實(shí)現傳統測試儀上按鍵和顯示器的功能。由于測試儀所測發(fā)射裝置掛裝的掛點(diǎn)不同，飛機座艙可根據接收信息中的掛點(diǎn)號區分各測試儀，從而實(shí)現多個(gè)掛點(diǎn)發(fā)射裝置的并列測試。整個(gè)測試系統如圖1所示。

2 硬件設計與實(shí)現
2．1 測試儀總體設計
測試儀主要分為兩個(gè)模塊，一是以DSP為核心的發(fā)射裝置數據測試模塊；二是以單片機為核心的數據無(wú)線(xiàn)收發(fā)模塊。
數據測試模塊通過(guò)電纜與發(fā)射裝置的下接口相連，接收并檢測數據。發(fā)射裝置下發(fā)的信號主要為429總線(xiàn)數據和電壓、電流等離散量。文中使用429協(xié)議芯片HIS-3282轉換429總線(xiàn)數據，使用RS232、通用I／O、AD／DA等轉換離散的模擬信號，接口部件將轉換好的數據統一交由DSP處理。另外，測試儀面板上裝有設置掛點(diǎn)號的波段開(kāi)關(guān)，所設的掛點(diǎn)信息由數據測試模塊采集并處理。該開(kāi)關(guān)由地勤人員根據所測發(fā)射裝置在載機下的掛點(diǎn)號設置。
數據無(wú)線(xiàn)收發(fā)模塊有兩個(gè)數據傳輸通道：一是通過(guò)串口與DSP進(jìn)行數據傳輸；二是通過(guò)nRF905與座艙實(shí)現無(wú)線(xiàn)數據交聯(lián)。單片機完成對nRF905的控制、傳輸信息的轉換和打包等。另有頻點(diǎn)選擇電路為無(wú)線(xiàn)模塊設置通訊頻點(diǎn)。
此外，測試儀內有獨立的電源模塊為各部分供電。測試儀內各模塊如圖2所示。