基于A(yíng)RM7核的線(xiàn)纜自動(dòng)測試儀的設計實(shí)現

　　1 引言

　　在現代裝甲通信指揮裝備中，功能強大、控制精確、運行可靠的裝備，均由越來(lái)越多的電子分機、部件通過(guò)密集的線(xiàn)纜、線(xiàn)束、網(wǎng)絡(luò )連接而成。

　　線(xiàn)纜、網(wǎng)絡(luò )連接的正確性和可靠性，在保障整個(gè)電子系統可靠運行中起了重要的作用。對復雜線(xiàn)纜、線(xiàn)束、網(wǎng)絡(luò )的導通、絕緣等指標的自動(dòng)測試和檢驗，是線(xiàn)纜裝配、生產(chǎn)過(guò)程中不可缺少的一個(gè)環(huán)節。傳統的低壓、低電流的手工、半自動(dòng)測試，已經(jīng)遠遠不能滿(mǎn)足現代高可靠電子設備生產(chǎn)的需要。

　　目前裝甲通信指揮裝備的線(xiàn)纜檢測，均采用傳統的、落后的手工檢測方式，用三用表、蜂鳴器及自制簡(jiǎn)單的測試臺檢測通斷。手工檢測方法存在不能克服的許多缺陷，已不能滿(mǎn)足大批量、高精度、高可靠性線(xiàn)纜檢測的要求：

　　(1)1人或2人配合逐點(diǎn)檢測，效率低、速度慢、工作量大、精細、繁瑣、枯燥、易疲勞，需對照圖紙、接線(xiàn)表、芯線(xiàn)號，極易造成漏檢、錯檢。

　　(2)只能檢測通路，不能在數十芯線(xiàn)纜中檢測出短路(即錯接、多接)。

　　(3)一般只檢測通斷，不檢測導通電阻，不能查出接觸不良、不可靠的接點(diǎn)。

　　基于上述原因，目前急需研制一種能進(jìn)行自動(dòng)測最裝甲通信指揮裝備電纜的專(zhuān)用檢測設備。

　　2 系統設計原理

　　系統結構如圖1所示。

　　各部分功能塊功能如下：

　　2.1 PC機

　　PC機的主要功能是內置"電纜管理系統"，包括：電纜型號、規格，插座型號規格、電纜型譜等，以及測試檢測結果的存貯與分析等功能。

　　2.2 主機

　　主機中存有從"電纜管理系統"通過(guò)串口下載的所測電纜的型譜，最多可存150種電纜的型譜，測試時(shí)不需與PC機相聯(lián)，顯示方式采用320×240寬溫LCD顯示屏。測試時(shí)主機通過(guò)無(wú)線(xiàn)按被選中的被測電纜的型譜向從機發(fā)送測試命令，主機與從機實(shí)時(shí)配合完成測量。

　　2.3 從機

　　從機由程控開(kāi)關(guān)矩陣及負載組成，接收主機的測試命令。

　　2.4 電纜專(zhuān)用轉換接頭

　　電纜專(zhuān)用轉換接頭是將被測電纜通過(guò)該轉換接頭分別與主機和從機連接，完成測量，每一種被測電纜需要定制一對轉換接頭。

　　3 系統平臺上的硬件系統

　　主機由主控單元、收發(fā)單元、開(kāi)關(guān)矩陣、顯示與鍵盤(pán)、電源等組成，其結構如圖2所示。

　　3.1 LH79520簡(jiǎn)介

　　LH79520是基于32位ARM7核的一體化系統集成芯片(SoC)，他包括一個(gè)由ARM公司設計的32位ARM7TDMI RISC處理器核，Cache RAM，一個(gè)寫(xiě)緩沖以及存儲管理單元。具有低功耗、高性能的特點(diǎn)。

　　3.2 顯示控制板框圖

　　顯示控制板框圖如圖3所示。

　　顯示與鍵盤(pán)控制系統由CPU、顯示、鍵盤(pán)、RS 232接口及數據交換組成。其中CPU為LH79520，為了滿(mǎn)足儲存部分數據的需要而使用了32 kB的E2PROM作為數據存儲器來(lái)存儲部分測試結果。顯示部分采用了OKI公司的MSM6255作為顯示控制器，外接32 kB的RAM作為顯示數據的存儲器，MSM6255產(chǎn)生的行同步信號、場(chǎng)同步信號、顯示數據被送往EL顯示屏。鍵盤(pán)部分用8279作鍵盤(pán)控制器。為實(shí)現外接計算機對儀器的控制，系統中使用廠(chǎng)MAX202作為接口電平轉換控制，以RS 232接口與外部連緩。

　　3.3 從機框圖

　　從機框圖如圖4所示。收發(fā)模塊采用以nrf401單片收發(fā)模塊為核心加上外圍電路所構成，工作頻率為133.92 MHz，調制方式為FSK，最大傳輸速率20 kb/s。內置天線(xiàn)，最大直線(xiàn)傳輸距離為100 m。

　　4 系統平臺上的軟件系統

　　4.1 通斷測試算法設計

　　4.1.1 建立端口關(guān)系矩陣

　　端口關(guān)系矩陣設計如表1所示。

　　注：(1)該矩陣用于芯和端口的對應關(guān)系描述;

　　(2)N=61：

　　(3)該矩陣對應電纜型譜;

　　(4)上三角陣有效，包括對角線(xiàn);

　　(5)0：表示不連接;1：表示連接;X：表示無(wú)效。

　　4.1.2 建立線(xiàn)纜關(guān)系矩陣

　　注：(1)該矩陣用于短路判斷(結果寫(xiě)入表2)和部分通路判斷(結果寫(xiě)入表3);

　　(2)M為電纜最大芯數(2≤M≤61);

　　(3)上三角陣有效，不包括對角線(xiàn);

　　(4)0：表示無(wú)效;

　　(5)X初始為0;X=3短;X=4測量失敗(無(wú)線(xiàn)通信出錯)。

　　4.1.3 短路測量

　　從線(xiàn)纜關(guān)系矩陣的第一行開(kāi)始，逐行掃描上三角陣。

　　測量過(guò)程中，若結果為短路，置X=3，若結果為測量失敗，置X=4，繼續。

　　掃描測量過(guò)程中，若結果為通，將通的兩芯LX和HY中的芯號對應基準測量列表的列號做變換。

　　基準測量列表(表3)列號：

　　[LX]=LX;[LY]=HY

　　置基準測量列表列號[LX]和[LY]的狀態(tài)X=1，繼續X=1逐行掃描上三角陣。

　　基準芯定義：任意兩芯測量為通的其中一芯為基準芯。

　　該列表用于通和斷結果的存儲。

　　X初始為0;X=1為通;X=2為斷;X=4測量失敗(無(wú)線(xiàn)通信出錯)。

　　掃描表3找基準芯，若全部X為0則線(xiàn)纜全部為斷;若X為1則將對應的LX列號作為基準芯。

　　用基準芯去判斷表3中X為0的芯，若為通，置X=1;若為斷，置X=2;若為測量失敗，置X=4。

　　4.1.4 電纜通斷測量的處理流程

　　5 結 語(yǔ)

　　通斷儀可對2～60芯以?xún)鹊膶?zhuān)用電纜進(jìn)行自動(dòng)測量，主要特點(diǎn)有：

　　(1)自動(dòng)、快速榆測電纜通斷，750點(diǎn)/s測試速度使數十芯的復雜線(xiàn)纜能在數秒中完成通斷檢測。

　　(2)自動(dòng)分組排列組合短路測試，檢測出所有可能存在的短路錯誤(即錯接、多接)。

　　(3)程序控制自動(dòng)測試過(guò)程，可隨時(shí)多次檢測線(xiàn)纜，便于質(zhì)量管理，大大提高工作效率。

　　(4)檢測出接點(diǎn)電阻微小變化，查出接觸不良、導線(xiàn)芯線(xiàn)斷股、并聯(lián)線(xiàn)漏接等質(zhì)量隱患。

　　(5)使用方便.只需單人操作，人機界面友好，手持式檢測設備，超低功耗。

　　(6)可存貯512種電纜的型譜，型潛輸入可通過(guò)通信接口從PC機中下載，測量結果可以存貯，并傳送至管理系統。