基于虛擬儀器的機載陀螺儀測試系統研究

通信模塊實(shí)現板卡與計算機之間的通信，計算機使用RS232總線(xiàn)，而智能板卡使用CAN總線(xiàn)，轉換模塊完成數據的采集功能，如圖2所示。
C8051F005單片機實(shí)現對D／A轉換器DAC714和A／D轉換器TLC2543的控制，產(chǎn)生直流電壓信號，經(jīng)輸出采樣電路的電壓／電流轉換、放大，輸出穩定的直流電流。使用D／A輸出、A／D采樣，與主控單片機形成閉環(huán)控制系統?？捎面I盤(pán)進(jìn)行電流數值設定，用LED(發(fā)光二極管)進(jìn)行顯示，智能板卡數據采集框圖如圖3所示。

1．5 信號調理箱
信號調理箱實(shí)現信號的調理、采集和輸出。通過(guò)分析不同型號陀螺的工作原理，其輸出信號有同步器、模擬量和開(kāi)關(guān)量等信號。根據信號性質(zhì)，信號調理箱包含S／D、A／D和繼電器等集成電路，能夠將同步器信號、模擬量信號轉換為數字信號，達到與計算機通信的目的。
采用CJ24Y4L和CJ24W型航空智能板卡采集陀螺儀的輸出模擬量。CJ24W航空智能板卡可以滿(mǎn)足模擬信號的輸出，輸出電壓為0～23 V。模擬量采集為24路單端輸入和8路差分輸入，分辨率為24位，可以采集0～300 V的電壓，0～2 A的電流。采集數據精度高、速度快、穩定性好。由于陀螺儀的信號輸出數量多，不可能將所有信號同時(shí)輸入到信號調理箱，必須經(jīng)過(guò)繼電器矩陣進(jìn)行切換，繼電器切換必須具有足夠快的響應時(shí)間，能通斷較大的信號，因此選用型號為JDQ航空智能板卡，實(shí)現信號的連接、斷開(kāi)和轉換。該航空智能板卡工作電壓為DC+27 V，信號的采集和模擬均符合航電設備的輸入輸出要求。

2 系統軟件設計
系統軟件采用美國NI公司的虛擬儀器軟件LabWindows／CVI進(jìn)行設計開(kāi)發(fā)，CVI是在C語(yǔ)言(ANSIC)的基礎上增加了儀器控制和工具函數庫的虛擬儀器開(kāi)發(fā)軟件，具有友好的圖形用戶(hù)界面，因此選用CVI可以加快測試程序開(kāi)發(fā)。系統軟件原理圖如圖4所示。

為了方便和規范測試系統程序的編寫(xiě)，將各個(gè)硬件模塊的驅動(dòng)編譯生成動(dòng)態(tài)庫，由測試系統程序根據需要進(jìn)行調用。系統程序開(kāi)發(fā)過(guò)程中，硬件驅動(dòng)和虛擬儀器界面的開(kāi)發(fā)是重點(diǎn)。
硬件驅動(dòng)設計是對智能板卡進(jìn)行程控，方便測試系統程序的編寫(xiě)和集成。航空智能板卡驅動(dòng)程序是上位機與下位機程序通信的紐帶，通過(guò)調用驅動(dòng)函數實(shí)現計算機對硬件的控制。虛擬儀器界面提供人機接口，操作員根據需要施加信號，實(shí)時(shí)監測信號。CVI提供了開(kāi)發(fā)虛擬儀器界面的用戶(hù)接口資源文件(*．uir)、各種控制和顯示控件，用于模擬實(shí)際儀表界面。分析完成航空電源智能采集板上位機采集功能所需的各種控件。根據CVI軟件編程，完成控件的編制，除了一些基本的控制顯示控件外，還有一個(gè)示波器顯示控件，它用于顯示采集數據的波形。機載陀螺進(jìn)行檢測系統軟件流程如圖5所示。

控制函數的編寫(xiě)過(guò)程中，由于在板卡功能設計中有交流和直流之分，因此在波形顯示界面設計時(shí)，也將其分為交流和直流2個(gè)波形顯示界面。而在運行程序過(guò)程中，采集交流或直流，都需將另外一個(gè)隱藏起來(lái)，這就用到函數SetCtrlAttribute(panelHandle，PANEL_STRIPCHAR-T，ATTR_VISIBLE，1)和函數SetCtrlAttribute(panelHandle，PANEL_GRAPH，ATTR_VISIBLE，0)。在控制函數中，繪制波形的函數PlotStrip Chart(panelHandle，PANEL_STRIPCHART，data，1，0，0，VAL_DOUBLE)； 采用函數SetCtrlAttribute(panelHandle，PANEL_TIMER，ATTR_ ENABLED，1)打開(kāi)時(shí)鐘，進(jìn)行數據采集。