基于MSP430技术的防滑刹车控制盒测试仪

中航工业洪都航空集团制造工程部特设试验室 何 平

1.引言

某型电子防滑控制盒是用于某新型飞机轮毂防滑控制，是确保飞机在起飞、滑跑、转弯、着陆等过程的关键安全装置。为新研制产品，代表国内最新的研究成果。国内暂时没有该型号电子防滑控制盒的专用测试仪。目前，一般使用多种通用设备搭线测试。由于接口关系复杂，所需通用设备较多，操作复杂，繁琐，容易误操作，导致测试数据误判，甚至损坏设备。

为了克服上述问题，设计了一种飞机电子防滑控制盒测试仪，集成多种通用设备的功能，能够模拟飞机降落时机轮的状态，通过一根电缆和电子防滑控制盒(以下简称控制盒)连接，使用7寸触摸屏作为人机界面，操作简单，界面友好，测试精度高。

2.数字式飞机防滑刹车测试系统的组成

电子原理框图如图1所示，通过电缆连接测试仪和控制盒，在OCMJ15X20D液晶(12)操作测试仪，通过MSP430F5438模块(13)，控制AD9850模块(14)，经过调理模块I(15)，大电流运放I(16)，轮速信号输出模块I(17)，输出飞机机轮转速信号给控制盒，控制盒接收到机轮转速信号，根据轮速信号的变化率，判断是否需要防滑和防抱死，然后输出刹车信号给测试仪刹车直流信号输入模块输出模块(6)。

经过直流信号调理模块(7)，转换成符合MSP430F5438模块(13)内部模拟数字转换器要求的信号，采集后自动判断参数是否正确，并在OCMJ15X20D液晶(12)显示。测试仪通过交流激励信号输入模块(4)接收控制盒输出的刹车激励信号，MSP430F5438模块(13)控制数字电位计模块(3)模拟刹车指令传感器，测试控制盒刹车工作状态。通过TLP521光耦模块(24)隔离驱动继电器模块(25)，切换控制盒各附件开路，通过RS422总线通信模块(9)检测控制盒故障报警能力。

3.主要硬件电路的设计

3.1 模拟飞机机轮转速信号

通过MSP430F5438模块，控制AD9850得到扫频基准信号，再对信号滤波、放大，调理后，就得到了一个频率连续可调的正弦信号，经过功率放大后输出，模拟飞机降落时飞机的机轮转速信号。

如图2所示，AD9850与MSP430F5438采用串型接口，AD9850输出为单极性正弦波，经过带通滤波器，转换为双极性正弦波。内部运放设置成比较器，送至MSP430F5438定时器自检。

3.2 模拟飞机正常刹车信号

测试仪接受电子防滑控制盒输出的交流激励信号，经过数字电位计模块，模拟飞机前后舱飞行员的刹车信号，并采集控制盒输出的直流刹车信号，监控飞机刹车的状态。同时通过交流调理模块，监控电子防滑控制盒的输出交流激励信号幅值。防止控制盒在刹车过程中误动作。

AD7376是128位数字电位计，如图3，和微处理器接口为SPI，每次转换精度为D/128*VA，可以模拟刹车信号。

图4为AC转RMS DC电路，控制盒输出的交流激励信号，经过AD637转换为直流信号，方便微处理器采集。

3.3 模拟飞机机轮打滑和抱死状态

通过软件控制飞机机轮转速信号快速跳变，可以模拟机轮打滑和抱死状态，再通过MSP430F5438内置12位AD采集控制盒输出的刹车电流信号，检测控制盒防滑刹车功能。如图5所示，使用仪用放大器差分取样刹车电流信号，分压后送MSP430F5438采集，并将结果显示在显示屏上。

3.4 模拟飞机防滑刹车系统各附件故障，检测控制盒故障报警能力

测试仪通过MSP430F5438模块控制光耦模块(型号：TLP521)，驱动继电器，模拟飞机刹车系统各附件短路开路状态，通过RS422总线通信模块接收检测控制盒输出的故障信息，检测控制盒故障报警能力。

RS422接收电路采用SP3070模块，如图6。

3.5 液晶触摸屏模块

本方案的人机界面采用金鹏电子的OCMJ15X20D模块，该模块是一个中英文文字与绘图模式的点矩阵液晶显示模块，内建512KByte的ROM字形码，可以显示中文字型、数字符号、英日欧文等字母，并且内建双图层(Two Page)的显示内存。在文字模式中，可接收标准中文文字内码直接显示中文，而不需要进入绘图模式以绘图方式描绘中文，可以节省许多微处理器时间，提升液晶显示中文之处理效率。

触摸屏以及液晶模块与MSP430F5438的接口如图7所示。触摸屏的方案是四线电阻式，采用的集成电路是ADS7843模块。

4.结束语

基于MSP430技术的防滑刹车控制盒测试仪，成本低，携带方便，触摸屏人机界面良好，能够准确模拟飞机降落时各种状态，包括接地保护、停机刹车、超控等，并将测试结果显示在液晶屏上，为飞行提供安全保障。经过使用达到了标准。

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