便攜式低功耗雷達導航儀智能測控系統

摘要：針對現代雷達導航設備的生產(chǎn)調試和外場(chǎng)測試的雙重需要，設計一種便攜式低功耗智能測控系統。系統以MSP430為主處理器，設計ARINC429總線(xiàn)通信在內的雷達導航儀測控系統，采用電池供電，可手持方式工作。該方法降低開(kāi)發(fā)成本、提高系統可靠性和便攜性，且可以嚴格保證通信的實(shí)時(shí)性。實(shí)驗結果表明該測控系統能夠為導航儀提供各類(lèi)導航檢測信號，可以完成相關(guān)導航設備的生產(chǎn)測試、外場(chǎng)調試、后期維護等功能，具有高度集成化、智能化、接口標準化的優(yōu)點(diǎn)。
關(guān)鍵詞：便攜式設備；低功耗；MSP430；智能測控系統

0 引言
為了解決許多航空設備采用的航空總線(xiàn)種類(lèi)各異，難以互相兼容的問(wèn)題，現代飛機航空電子系統要求各機載航空設備使用統一的航空總線(xiàn)，以方便系統集成。ARINC429總線(xiàn)是航空電子設備之間數據傳輸的航空工業(yè)標準，具有接口方便、數據傳輸可靠的特點(diǎn)，目前已經(jīng)是航空領(lǐng)域應用最廣泛的航空電子總線(xiàn)。ARINC429是美國航空無(wú)線(xiàn)電公司(ARINC)制定的航空數字總線(xiàn)傳輸標準，屬單向數據總線(xiàn)，可由兩根獨立總線(xiàn)實(shí)現雙向傳輸，數據傳輸率為12．5～100 Kb／s，傳輸字為32位?？偩€(xiàn)上的發(fā)送器只能有一個(gè)，而接收器可多達20個(gè)。國內外研究和實(shí)現ARINC429總線(xiàn)通信的文獻很多，接口豐富且使用廣泛。文獻采用FPGA實(shí)現了ARINCA29的接口轉換為通用的USB接口。文獻采用C8051單片機為核心，在測控ARINC429總線(xiàn)數據的同時(shí)，還能夠監測總線(xiàn)上電氣特性的變化。文獻研究了基于PC／104總線(xiàn)結構的ARINCA29總線(xiàn)測控系統，可以完成多路429總線(xiàn)數據的實(shí)時(shí)接收和發(fā)送功能。文獻研究了基于FPGA的ARINCA29總線(xiàn)接收發(fā)送系統，實(shí)現四路ARINCA29信號接收和兩路發(fā)送的功能。雖然采用ARINCA29總線(xiàn)通信的研究很多，但還未見(jiàn)用于雷達導航儀測控的報道。隨著(zhù)國產(chǎn)雷達導航儀的體積不斷優(yōu)化，功能日益復雜，傳統的測控手段由于采用人工組裝、整機測試的方法，已經(jīng)不能滿(mǎn)足新形勢下武器裝備的保障要求。
本文采用低功耗16位單片機MSP430F449為主處理器，以集成電路HS3282和HS3182為主要通信芯片，設計完成包括ARINC429總線(xiàn)通信在內的雷達導航儀測控系統。此測控系統采用電池方式供電，可以手持方式工作，高亮度液晶方式顯示，提高測控系統可靠性和便攜性，能夠為導航儀提供各類(lèi)導航檢測信號，可以完成相關(guān)導航設備的生產(chǎn)測試、外場(chǎng)調試、后期維護等功能。

1 ARINC429串行總線(xiàn)
ARINCA29總線(xiàn)是一種單向廣播式數據總線(xiàn)，采用雙角屏蔽線(xiàn)傳輸信息，可由兩根獨立總線(xiàn)實(shí)現雙向傳輸，數據傳輸率為：高速傳輸的位速率為100 Kb／s±1％，低速傳輸的位速率為(12．0～14．5)Kb／s±1％。ARINC429規定數據傳輸采用雙極性歸零制的三態(tài)碼方式，如圖1所示，即調制信號由“高”、“零”和“低”狀態(tài)組成的三電平狀態(tài)。雙極性歸零碼的基本信號波形中攜帶了位同步信息，位同步是由零狀態(tài)變至“高”或“低”狀態(tài)的這一狀態(tài)變化來(lái)識別。字同步是以傳輸周期間至少有四個(gè)位時(shí)的時(shí)間間隔為基準，緊跟該字間隔后要發(fā)送的第一位起點(diǎn)即為新字的起點(diǎn)。

ARINC429總線(xiàn)數據的基本信息單元是由32位構成的一個(gè)數據字，每個(gè)數據字被分為5個(gè)基本區域，即標志碼(LABEL)，源／目的識別碼(SDI)，數據區(DATA)，符號狀態(tài)位(SSM)，校驗位(PARITY)，ARINC429總線(xiàn)數據信號編碼舉例如圖1所示。