基于DSP的機(jī)載遠(yuǎn)程投放控制終端設(shè)計(jì)

摘要：針對(duì)導(dǎo)彈研制靶場(chǎng)試驗(yàn)的需求，設(shè)計(jì)了一種基于DSP的機(jī)載遠(yuǎn)程投放控制終端，用于紅外干擾源的投放控制。給出了控制終端的組成結(jié)構(gòu)，重點(diǎn)介紹硬件設(shè)計(jì)及軟件設(shè)計(jì)，通過(guò)在線編程技術(shù)方便投放模式的遠(yuǎn)程加載，使用特定的數(shù)據(jù)幀編碼原則提高了無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?。多次的外?chǎng)靶試試驗(yàn)驗(yàn)證了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的通用性和工程實(shí)用性。
關(guān)鍵詞：遠(yuǎn)程投放；控制終端；DSP；在線編程；數(shù)據(jù)幀編碼原則

0 引言
導(dǎo)彈研制過(guò)程中為考核其抗干擾性指標(biāo)，需要在靶機(jī)上加裝紅外干擾源的投放裝置，在靶機(jī)起飛后的特定時(shí)間段內(nèi)，按一定的投放序列完成紅外干擾彈的投放，在靶機(jī)周?chē)纬膳c靶機(jī)紅外輻射特征相似的紅外輻射源，對(duì)導(dǎo)彈進(jìn)行干擾。
以往使用的投放裝置，其投放模式基本都是比較固定的：一次性全部投放或以固定時(shí)間間隔進(jìn)行投放，并且投放模式的設(shè)置都是在靶機(jī)起飛前固化在裝置內(nèi)，無(wú)法進(jìn)行再次修改。這種比較固定的投放模式不能充分驗(yàn)證導(dǎo)彈的抗干擾性能指標(biāo)，同時(shí)當(dāng)靶機(jī)上天后發(fā)現(xiàn)投放模式設(shè)置有誤或臨時(shí)需更改投放模式時(shí)，無(wú)法進(jìn)行再次重新加載，浪費(fèi)試驗(yàn)機(jī)會(huì)，這些因素嚴(yán)重制約了導(dǎo)彈靶場(chǎng)試驗(yàn)的有效開(kāi)展。
以DSP為控制核心的機(jī)載遠(yuǎn)程投放控制終端，利用無(wú)線數(shù)傳電臺(tái)接收來(lái)自地面站的控制指令，對(duì)接收到的無(wú)線通信數(shù)據(jù)進(jìn)行解調(diào)、接收和存儲(chǔ)，完成投放模式的設(shè)置及點(diǎn)火指令的響應(yīng)，利用處理器的數(shù)字I／O信號(hào)完成紅外干擾源的點(diǎn)火控制，實(shí)現(xiàn)靶機(jī)的投放任務(wù)。

1 硬件電路設(shè)計(jì)
1．1 系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)
機(jī)載遠(yuǎn)程投放控制終端采用模塊化設(shè)計(jì)，主要由通信單元、電源單元、控制單元及執(zhí)行單元4個(gè)部分組成。通信單元利用無(wú)線數(shù)傳電臺(tái)負(fù)責(zé)與地面站的遠(yuǎn)程通信；電源單元對(duì)靶機(jī)上的直流供電進(jìn)行隔離與轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)投放控制終端用電的匹配；控制單元一方面接受來(lái)自地面站的指令，完成投放模式的配置，并根據(jù)指令完成對(duì)執(zhí)行單元的控制，同時(shí)將終端的狀態(tài)通過(guò)通信單元反饋到地面站；執(zhí)行單元接收控制單元的指令，對(duì)靶機(jī)上的每一個(gè)紅外干擾彈單獨(dú)進(jìn)行投放控制。
圖1所示為機(jī)載遠(yuǎn)程投放控制終端的系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)圖。

1．2 通信單元設(shè)計(jì)
圖2所示為通信單元原理圖。

通信單元主要由無(wú)線數(shù)傳電臺(tái)和電平轉(zhuǎn)換芯片組成，完成無(wú)線數(shù)據(jù)通信功能。無(wú)線數(shù)傳電臺(tái)采用Max Stream公司的9Xtend-PKG-R跳頻數(shù)傳電臺(tái)模塊。該模塊的主要特點(diǎn)是：在相同發(fā)射功率的情況下采用擴(kuò)頻通信方式可以傳輸更遠(yuǎn)的距離。同時(shí)利用該模塊的FHSS跳頻擴(kuò)頻方式和AES數(shù)據(jù)加密功能，可避免其他無(wú)線系統(tǒng)的射頻干擾。
機(jī)載遠(yuǎn)程投放控制終端與地面站各使用一個(gè)同型號(hào)無(wú)線數(shù)傳電臺(tái)，這樣控制終端和地面站之間的通信數(shù)據(jù)可以直接從數(shù)據(jù)口取出使用，不用經(jīng)過(guò)特殊設(shè)置。無(wú)線數(shù)傳電臺(tái)使用內(nèi)置RS 232總線接口與DSP處理器進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，使用MAX232AMJE芯片完成數(shù)據(jù)收發(fā)電平的轉(zhuǎn)換。
1．3 控制單元設(shè)計(jì)
控制單元硬件結(jié)構(gòu)如圖3所示。處理器采用TI公司的TMS320F240，該處理器提供10位分辨率的A／D、16位精度的定時(shí)器功能、16位精度的看門(mén)狗定時(shí)器，全雙工的串行接口，片內(nèi)集成32 KB FLASH程序存儲(chǔ)器。在控制單元設(shè)計(jì)中，片外擴(kuò)展了64 KB的程序存儲(chǔ)器和64 KB的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。TMS320F240具備開(kāi)發(fā)IPA系統(tǒng)的硬件條件，只需借助RS 232串行通信口，通過(guò)在FLASH自定義的段中放置加載代碼，利用這段代碼擦寫(xiě)FLASH、讀取程序存儲(chǔ)器中的代碼，實(shí)現(xiàn)線編程。

復(fù)位邏輯電路主要用于提高系統(tǒng)的可靠性，采用專(zhuān)用的復(fù)位邏輯芯片MAX705MJA來(lái)完成系統(tǒng)的可靠復(fù)位。MAX705MJA除了上電復(fù)位和掉電復(fù)位外，還有監(jiān)控系統(tǒng)的電源和數(shù)據(jù)保護(hù)的功能。利用MAX705MJA作監(jiān)控系統(tǒng)電源，當(dāng)電源監(jiān)控供電電壓出現(xiàn)異常時(shí)，提供中斷請(qǐng)求信號(hào)，方便系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)異常處理；同時(shí)當(dāng)系統(tǒng)程序跑飛或死鎖時(shí)，看門(mén)狗定時(shí)器會(huì)自動(dòng)復(fù)位系統(tǒng)，讓系統(tǒng)重新回到正常的工作狀態(tài)，程序恢復(fù)正常運(yùn)行。