基于PC104的飞机发控电路测试仪设计

庞 潇，李 超

（1.中国空空导弹研究院主机配套部，河南洛阳,471000;2.陆军航空兵军事代表局驻洛阳地区军事代表处,河南洛阳,471000)

基于PC104的飞机发控电路测试仪设计

庞 潇1，李 超2

（1.中国空空导弹研究院主机配套部，河南洛阳,471000;2.陆军航空兵军事代表局驻洛阳地区军事代表处,河南洛阳,471000)

针对飞机机上导弹发控电路的检测需求，提出基于PC104主板的发控电路测试仪设计方案，并从硬件板卡的设计选型思路，软件的测试流程、显示界面设计等方面详细介绍了测试仪的设计思路和实现方法。与以往基于DSP的测试仪相比，该设计具有生产周期短、成本低、维修维护方便等优点。

测试仪；PC104；VC++

Keywores: missile simulator; PC104; VC++

0 引言

飞机发控电路测试仪用于模拟导弹的工作逻辑及工作特性，对导弹与载机/发射装置接口的信号特性进行检测，判断载机/发射装置的工作状态是否满足加载并发射导弹的要求。以往的测试仪多使用以DSP芯片为核心的控制系统设计，具有实时性强、尺寸小等优点，但也存在设计、生产周期长，显示界面简单等缺点。

1 总体设计

测试仪设计分为结构设计和电气设计两部分。结构上，采用包装箱内嵌工控机的设计。包装箱上部设置测试仪面板，搭载航插、开关、显示屏等可操作部件；面板下部通过导线，将信号传输至内嵌的工控机。工控机内搭载PC104主板等各功能板卡，用于测试载机/发射装置下发的总线信号及模拟信号，并按照导弹的工作时序，输出约定信号返回载机。测试仪的原理框图如图1所示。

图1 测试仪原理框图

2 通用板卡选型

2.1 主板

测试仪选用品牌厂商的宽温PC104主板，该主板的尺寸为：90mm×96mm；环境适应性为：工作温度-40℃～85℃，贮存温度-55℃～85℃，相对湿度5～95℃。主板的小尺寸结构、与功能板卡的上下堆栈式连接及宽温特性适应测试仪小型化的要求及较为恶劣的外场使用环境。

该主板具有如下资源：4个232接口、4个USB接口、VGA接口、SATA接口、GPIO接口等，满足测试需求。它们的作用是：（1）USB接口：三个USB分别连接鼠标、键盘和触摸屏等输入设备；（2）VGA接口：选用支持VGA接口的便携式显示屏显示测试信息；（3）RS232接口：用于与发射装置串口通讯和测试数据下载；（4）SATA接口：可连接外置移动硬盘，用于功能扩展。

该主板采用Intel AtomTMD525处理器（主频1.8GHz，双核），内存2GB DDR3，板载硬盘4G，支持Windows操作系统，性能满足测试仪软件开发、使用。

2.2 总线板

选用PC104总线的1553/429接口卡各一个。1553板卡[6]支持双冗余度BC/TR/MT模式，每个通道64K×16共享RAM，具有BC间隔时间可编程、BC帧自动重发、监控命令过滤等特性。429板卡[7]支持4收2发，具有标号过滤、可设置发送帧间隔、大容量接收和发送FIFO等特点。总线板与主板配合使用，可满足与载机/发射装置的总线通讯需求。

2.3 数据采集板卡

选用的数据采集卡的特性是：支持32路16位AD通道、200KHz采样速率；8路14为DA通道；24路TTL/CMOS兼容IO，满足模拟量处理的资源需求。

3 信号调理模块设计

3.1 信号调理电路

信号调理电路共分为AD转换电路、IO采集电路和继电器输出电路三类。AD转换电路使用二极管、高精度电阻、LM124运算放大器等器件，将输入电压转换为满足AD板卡输入要求的值。其中，对于交流电压，使用AD536进行交直变换后再输入板卡；IO采集电路使用光耦TLP621-4进行信号隔离，将输入离散量转换为TTL电平后输出给IO板卡；继电器输出电路根据信号特性，选择固态或电磁继电器，将IO板卡输出的信号转换后输出至载机/发射装置。

3.2 模拟负载

负载板模拟导弹的供电/发射等多个信号的实际负载，测试发射装置在带载情况下的信号驱动能力。因导弹电池、发动机点火等多个信号的额定电流较大，本文选用多个RXG12-50W型大功率电阻模拟负载，具体阻值根据信号电平、负载电流确定。

4 测试流程设计

测试流程设计主要包含三部分模块：一、上电的自检与初始化；二、流程测试与响应；三、校准程序；上电自检和初始化模块用于测试仪上电后对硬件通道、板卡进行自检；流程测试模块模拟导弹工作时序，响应载机火控系统的命令；校准程序配合校准电缆完成测试仪的定期校准。

5 界面设计

界面设计用于生成人机界面显示于显示屏，作用有两方面：一是将测试信息、关键数据显示出来告知操作者，二是接收用户操作指令。界面设计上使用消息集合框，关键数据提示框和重要信号虚拟指示灯三种方法尽量全面地显示测试过程中的各种信息，方便用户使用和监测；同时，设置虚拟按键接收用户对测试仪的“状态设置”、“流程切换”、“数据保存与打印”等命令。

6 结论

基于PC104的飞机发控电路测试仪在硬件上选用品牌厂商的货架PC104板卡，具有生产周期短、成本低，便于生产、维修和保障的优点；软件设计上，使用VC++编写的界面美观大方、显示信息丰富、操作简单，方便了用户使用。

需要注意的是，因采用WINDOWS操作系统，也造成了测试仪开机时间长，在飞机复杂电磁环境中会偶发死机等问题，需要进一步地优化与改进。

[1]王兆伟.基于DSP的某型导弹测试仪设计[J]．四川兵工学报，2014(2):30－32.

[2]张鸿斌.基于DSP的发射装置外场测试设备的设计与实现[J].四川兵工学报，2013, 34(10):16-19.

Design of a launch and control circuit tester on PC104

Pang Xiao1,LI Chao2
(1.China Airborn Missile Academy, Luoyang Henan, 471000;2.Army Air Force Military Representative Office in Luoyang, Luoyang Henan, 471000)

In order to test missile control circuit of a aircraft, this paper introduced a design of a tester based on PC104. The design idea and implementation method of the tester was told in detail including the design and selection of the hardware board, the testing flow and the display interface of the software.Compared to DSP based tester designed previously, this design had the advantages of short production cycle,low cost, convenient maintenance and so on.