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某型飛機懸掛物管理系統(tǒng)接口組件檢測儀研制

來源：電子技術(shù)應(yīng)用2011年第9期

呂曉峰1，馬羚2，張勇亮2

（1. 海軍航空工程學院兵器科學與技術(shù)系,，山東煙臺 264001,；2. 海軍航空工程學院研究生

摘要： 根據(jù)某型飛機接口組件功能特點及輸入輸出關(guān)系，研究其測試原理,，給出檢測儀總體設(shè)計方案。采用以工控計算機為控制核心的硬件架構(gòu)和模塊化軟件設(shè)計思路，通過窮舉測試法將故障定位到獨立測試單元,。重點分析檢測儀硬件功能模塊實現(xiàn)方法和軟件測試流程。結(jié)果表明,，該設(shè)計能實現(xiàn)測試信號的實時收發(fā)與處理功能,，測試效率高，故障定位準確,。

關(guān)鍵詞： 檢測儀接口組件總線信號開關(guān)量

中圖分類號： TP206.1
文獻標識碼： A
文章編號： 0258-7998(2011)09-097-03

Test instrument for interface component in storage management system of a certain airborne

Lv Xiaofeng1, Ma Ling2, Zhang Yongliang2

1. Department of Ordnance Science and Technology, Naval Aeronautical and Astronautical University, Yantai 264001, China; 2. Administrant Brigade of Postgraduate, Naval Aeronautical and Astronautical University, Yantai 264001, China

Abstract： According to the characteristic and relationship with input and output of a certain type of airborne interface component, the test principle is researched and a design frame of test instrument is presented. Industrial control computer is adopted as the core of the hardware and modularized design is adopted in software. The fault can be confirmed into test unit throught exhaustive test. The realization of test instrument hardware and test process are analysed stressly. The results demonstrate that the design can realize real time receiving and sending of the test signal, high test efficiency and fault confirmed accurately.

Key words : test instrument; interface component; bus signal; switch value

    某型引進飛機裝有懸掛物管理系統(tǒng),，用于管理和控制所攜帶的武器和相關(guān)懸掛投放裝置。接口組件是該型懸掛物管理系統(tǒng)的核心部件,，用于懸掛物管理系統(tǒng)計算機與飛機前艙的系統(tǒng)控制機構(gòu),、發(fā)動機防喘系統(tǒng)、起落架終點位置電門和加油管伸出位置終點電門等信息交聯(lián),，并可完成外掛武器的應(yīng)急發(fā)射（投放）和航炮的應(yīng)急射擊等功能,，是系統(tǒng)信息交聯(lián)的樞紐。對該接口組件的測試由隨機配備的測試設(shè)備完成,，測試步驟需人工逐步操作并判讀,，測試效率低,且只進行組件的性能測試,，故障定位難。因此,，為了提高測試效率和故障定位深度,，設(shè)計了基于工控計算機架構(gòu)、模塊化軟件編程和窮舉測試法故障定位的接口組件檢測儀[1],。
1 被測對象分析
   該接口組件實現(xiàn)ARINC429總線信號與開關(guān)量信號的相互轉(zhuǎn)換,，接口信號包括總線信號、開關(guān)量輸入信號和開關(guān)量輸出信號,。
   總線信號包括： (1)1路ARINC429總線發(fā)送信號,；
(2)1路ARINC429總線接收信號。
   開關(guān)量輸入信號包括：(1)61路“27 V/OPEN”開關(guān)量輸入,；(2)3路“GND/OPEN”開關(guān)量輸入,；(3)9路“+5 V/GND”開關(guān)量輸入。
   開關(guān)量輸出信號包括：(1)88路“27 V/OPEN”開關(guān)量輸出,；(2)20路“GND/OPEN”開關(guān)量輸出,；(3)3路“+5 V/GND”開關(guān)量輸出。
2 總體方案設(shè)計
　   通過對被測對象分析可知,，接口組件檢測中共涉及111路開關(guān)量輸入,、73路開關(guān)量輸出和ARINC429總線信號輸入輸出各1路，開關(guān)量輸入/輸出包含“27 V/OPEN”,、“GND/OPEN”和“+5 V/GND”,。接口組件的檢測原理是：檢測儀向接口組件發(fā)送“ARINC429總線信號/開關(guān)量信號”，同時接收輸出的“開關(guān)量/ARINC429總線信號”,，將接收到的數(shù)據(jù)與標準值進行比對,，進行檢測和診斷。
　   根據(jù)接口組件的電氣特征和檢測儀所要完成的測試任務(wù),，對被測對象的屬性,、輸入輸出對應(yīng)關(guān)系等進行分析歸類，在考慮設(shè)備可靠性,、維修性及擴展兼容能力的基礎(chǔ)上,，架構(gòu)了以工控計算機為控制核心的測試設(shè)備，設(shè)備總體設(shè)計方案如圖1所示,。

3 硬件設(shè)計
測試設(shè)備硬件主要由工控計算機,、ARINC429總線信號收發(fā)板、信號調(diào)理板,、開關(guān)量輸入板,、開關(guān)量輸出板和電源模塊等組成[2-3]。
3.1 工控計算機
主板采用研祥的FSC-1718VN主板，CPU為Pentium 4,，800 MHz主頻,，配備2條DDR 266/333/400雙通道DIMM插槽，可支持最大2 GB系統(tǒng)存儲器,，1個RJ-45接口，2個SATA IDE接口,，4個USB接口以及ISA和PCI總線接口等功能,。其電源由主板的電源總線提供。ISA總線和PCI總線構(gòu)成了主板的控制總線,，工控計算機通過控制總線對各個功能板進行控制,，完成對被測件的檢測。

3.2 ARINC429總線信號收發(fā)板
ARINC429總線數(shù)據(jù)傳輸是一種串行通信,。其數(shù)據(jù)信息通過一對單向,、差分耦合、雙絞屏蔽線傳輸[4],。在傳輸信息時,，ARINC429數(shù)據(jù)總線的碼型為32 bit雙極性歸零碼，如圖2所示,發(fā)送的脈沖有三個電平：高電平(+6.5~ +13 V),、低電平(-13~-6.5 V),、零電平(-2.5~+2.5 V)，分別對應(yīng)邏輯1,、邏輯0和本身的時鐘脈沖,。該板卡的主要功能是在ARINC429總線與PCI總線之間起到橋梁作用，實現(xiàn)ARINC429總線信號與計算機數(shù)字信號的相互轉(zhuǎn)換,。它既能接收ARINC429總線信號并將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號送入計算機,，又能將計算機發(fā)出的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為ARINC429總線信號輸出。

3.3 信號調(diào)理板
信號調(diào)理板包括輸出信號調(diào)理模塊和輸入信號調(diào)理模塊,。輸出信號調(diào)理模塊將開關(guān)量輸出板輸出的12路“27 V/OPEN”信號調(diào)理為3路“GND/OPEN”信號和9路“+5 V/GND”信號,，輸出到接口組件的開關(guān)量輸入端。輸入調(diào)理模塊接收接口組件開關(guān)量輸出端的20路“GND/OPEN”和3路“+5 V/GND”開關(guān)量信號,，并將其調(diào)理為23路“27 V/OPEN”信號輸出到開關(guān)量輸入板,。圖3電路將“+5 V/GND”信號調(diào)理為“27 V/OPEN”信號，ULN2803反相驅(qū)動器對接口組件輸出的“+5 V/GND”信號進行功率放大,。

3.4 開關(guān)量輸入板
開關(guān)量輸入板(原理框圖如圖4)用于接收接口組件和信號調(diào)理板送來的“27 V/OPEN”開關(guān)量,，進行電阻分壓和電平轉(zhuǎn)換，將“27 V/OPEN”開關(guān)量轉(zhuǎn)換為TTL電平(如圖5所示),，經(jīng)地址鎖存送入計算機進行數(shù)據(jù)分析,。

3.5 開關(guān)量輸出板
   開關(guān)量輸出板（原理框圖如圖6）用于向接口組件和信號調(diào)理板發(fā)送“27 V/OPEN”開關(guān)量。繼電器驅(qū)動電路主要完成73路單刀單擲繼電器的驅(qū)動,此部分電路采用達林頓管來實現(xiàn)TTL電平到“27 V/OPEN”的轉(zhuǎn)換。
3.6 電源模塊
   電源模塊將輸入的220 V/50 Hz交流電源通過線性穩(wěn)壓電路變換為多路直流電源,，以供接口組件和檢測設(shè)備使用,。
4 軟件設(shè)計
　   檢測儀的軟件設(shè)計是在Windows XP操作系統(tǒng)和VC6.0編程開發(fā)環(huán)境支持下完成的[5]，軟件測試流程如圖7所示,。

接口組件測試分為兩個通道分別進行,，“總線信號發(fā)送-開關(guān)量接收”通道測試和“開關(guān)量發(fā)送-總線信號接收”通道測試。“總線信號發(fā)送-開關(guān)量接收”通道測試原理是通過測試軟件控制ARINC429總線信號收發(fā)板發(fā)送ARINC429總線信號,，經(jīng)過接口組件的功能變換,，ARINC429總線信號轉(zhuǎn)換為開關(guān)量，同時,，測試軟件控制開關(guān)量輸入板和信號調(diào)理板接收開關(guān)量數(shù)據(jù),，將開關(guān)量轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號并送入工控計算機進行故障診斷分析。同理,，“開關(guān)量發(fā)送-總線信號接收”通道測試原理是通過測試軟件控制開關(guān)量輸出板和信號調(diào)理板發(fā)送開關(guān)量數(shù)據(jù),，經(jīng)過接口組件的功能變換，開關(guān)量轉(zhuǎn)換為ARINC429總線信號,，同時,，測試軟件控制ARINC429總線信號收發(fā)板接收總線信號，并送入工控計算機進行故障診斷分析,。
　　該接口組件的功能是實現(xiàn)總線信號與開關(guān)量的相互轉(zhuǎn)換,，且存在一一對應(yīng)關(guān)系，因此,，測試過程中采用窮舉測試法[6]進行故障定位,。窮舉測試法是指在被測電路的輸入端輸入所有可能的測試碼，觀察電路輸出是否與標準值一致,。以“開關(guān)量發(fā)送-總線信號接收”通道測試為例,可將此通道分為73路獨立的測試單元進行窮舉測試,若計算機接收的73組總線數(shù)據(jù)與標準值進行比對均正確,，則該測試通道正常；否則,，故障可定位到相應(yīng)的測試單元,。如果兩個通道均測試正常，則該接口組件工作正常,。
實際應(yīng)用表明：該檢測儀設(shè)計合理,，工作穩(wěn)定可靠，操作維護方便,，所有測試內(nèi)容均自動完成,，無需人工參與，可完成原引進測試儀的所有功能,，且故障可定位到獨立測試單元,，故障定位準確,，有效地提高了檢測和診斷效率。
參考文獻
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[2] 黨廣利, 馮金富,閆威.某型機載武器控制系統(tǒng)自動測試儀的研制[J].計算機測量與控制,2003,11(5):362-364.
[3] 董勤鵬, 熊華鋼. 基于某航空電子設(shè)備的自動測試系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[J]. 現(xiàn)代電子技術(shù),2008,21(284):146-149.
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[5] 鄭慧, 范忠誠.零基礎(chǔ)學Visual C++[M].北京:機械工業(yè)出版社, 2008.
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