基于DSP的機載遠程投放控制終端設計

摘要：針對導彈研制靶場試驗的需求，設計了一種基于DSP的機載遠程投放控制終端，用于紅外干擾源的投放控制。給出了控制終端的組成結構，重點介紹硬件設計及軟件設計，通過在線編程技術方便投放模式的遠程加載，使用特定的數據幀編碼原則提高了無線數據傳輸的可靠性。多次的外場靶試試驗驗證了系統設計的通用性和工程實用性。
關鍵詞：遠程投放；控制終端；DSP；在線編程；數據幀編碼原則

0 引言
導彈研制過程中為考核其抗干擾性指標，需要在靶機上加裝紅外干擾源的投放裝置，在靶機起飛后的特定時間段內，按一定的投放序列完成紅外干擾彈的投放，在靶機周圍形成與靶機紅外輻射特征相似的紅外輻射源，對導彈進行干擾。
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間間隔進行投放，并且投放模式的設置都是在靶機起飛前固化在裝置內，無法進行再次修改。這種比較固定的投放模式不能充分驗證導彈的抗干擾性能指標，同時當靶機上天后發(fā)現投放模式設置有誤或臨時需更改投放模式時，無法進行再次重新加載，浪費試驗機會，這些因素嚴重制約了導彈靶場試驗的有效開展。
以DSP為控制核心的機載遠程投放控制終端，利用無線數傳電臺接收來自地面站的控制指令，對接收到的無線通信數據進行解調、接收和存儲，完成投放模式的設置及點火指令的響應，利用處理器的數字I／O信號完成紅外干擾源的點火控制，實現靶機的投放任務。

1 硬件電路設計
1．1 系統組成結構
機載遠程投放控制終端采用模塊化設計，主要由通信單元、電源單元、控制單元及執(zhí)行單元4個部分組成。通信單元利用無線數傳電臺負責與地面站的遠程通信；電源單元對靶機上的直流供電進行隔離與轉換，實現投放控制終端用電的匹配；控制單元一方面接受來自地面站的指令，完成投放模式的配置，并根據指令完成對執(zhí)行單元的控制，同時將終端的狀態(tài)通過通信單元反饋到地面站；執(zhí)行單元接收控制單元的指令，對靶機上的每一個紅外干擾彈單獨進行投放控制。
圖1所示為機載遠程投放控制終端的系統組成結構圖。

1．2 通信單元設計
圖2所示為通信單元原理圖。

通信單元主要由無線數傳電臺和電平轉換芯片組成，完成無線數據通信功能。無線數傳電臺采用Max Stream公司的9Xtend-PKG-R跳頻數傳電臺模塊。該模塊的主要特點是：在相同發(fā)射功率的情況下采用擴頻通信方式可以傳輸更遠的距離。同時利用該模塊的FHSS跳頻擴頻方式和AES數據加密功能，可避免其他無線系統的射頻干擾。
機載遠程投放控制終端與地面站各使用一個同型號無線數傳電臺，這樣控制終端和地面站之間的通信數據可以直接從數據口取出使用，不用經過特殊設置。無線數傳電臺使用內置RS 232總線接口與DSP處理器進行數據傳輸，使用MAX232AMJE芯片完成數據收發(fā)電平的轉換。
1．3 控制單元設計
控制單元硬件結構如圖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位精度的定時器功能、16位精度的看門狗定時器，全雙工的串行接口，片內集成32 KB FLASH程序存儲器。在控制單元設計中，片外擴展了64 KB的程序存儲器和64 KB的數據存儲器。TMS320F240具備開發(fā)IPA系統的硬件條件，只需借助RS 232串行通信口，通過在FLASH自定義的段中放置加載代碼，利用這段代碼擦寫FLASH、讀取程序存儲器中的代碼，實現線編程。

復位邏輯電路主要用于提高系統的可靠性，采用專用的復位邏輯芯片MAX705MJA來完成系統的可靠復位。MAX705MJA除了上電復位和掉電復位外，還有監(jiān)控系統的電源和數據保護的功能。利用MAX705MJA作監(jiān)控系統電源，當電源監(jiān)控供電電壓出現異常時，提供中斷請求信號，方便系統實現異常處理；同時當系統程序跑飛或死鎖時，看門狗定時器會自動復位系統，讓系統重新回到正常的工作狀態(tài)，程序恢復正常運行。