一種有無線模塊的發(fā)射裝置外場測試儀設(shè)計

摘要針對傳統(tǒng)的空空導(dǎo)彈發(fā)射裝置中外場測試儀與飛機座艙無法直接通信的問題，設(shè)計了一種具有無線模塊的外場測試儀。該測試儀可通過無線方式與座艙通信，提高了測試效率。同時無線模塊替代了顯示屏等人機接口，減小了測試儀的體積和重量，便于使用和運輸。
關(guān)鍵詞發(fā)射裝置；外場測試儀；無線模塊；單片機

發(fā)射裝置外場測試儀(以下簡稱測試儀)是空空導(dǎo)彈發(fā)射裝置的專用外場檢測設(shè)備。在載機掛彈前，測試儀可模擬導(dǎo)彈部分的信號、負載和時序，完成對空空導(dǎo)彈發(fā)射裝置及飛機有關(guān)線路、信號和工作時序的定性檢查。
載機掛彈前，使用測試儀檢測發(fā)射裝置是一個飛機座艙與測試儀間的互動過程：座艙要向測試儀下發(fā)命令，告知測試儀發(fā)射裝置的某個狀態(tài)；測試儀完成該狀態(tài)的測試后，需上報測試結(jié)果或故障信息。傳統(tǒng)的測試儀由一體化的工程機箱構(gòu)成，附帶按鈕、指示燈和顯示屏等實現(xiàn)人機交互，無法直接與座艙傳輸信息。測試中，上述交互過程是由座艙和地面的地勤人員通過對講機而實現(xiàn)的。由于每個發(fā)射裝置要測試多個狀態(tài)，多個掛點的發(fā)射裝置均要測試，因此耗時過長。
文中在傳統(tǒng)測試儀上添加了無線通信模塊，設(shè)計了一種帶無線通信功能的測試儀。該測試儀可通過無線方式接收飛機座艙下發(fā)的測試命令，上報發(fā)射裝置的測試結(jié)果，多個掛點的測試儀可并列上傳數(shù)據(jù)，從而提高了發(fā)射裝置的外場測試效率。

1 系統(tǒng)設(shè)計方案
TMS320LF2407A是TI公司推出的一款高性能、低功耗的16位嵌入式處理器，可尋址192 kB×16位的外部存儲空間，有高達41個通用I／O引腳、5個外部中斷，并帶有串行通信接口模塊(SCI)和10位ADC轉(zhuǎn)換器等模塊。該款DSP功能較強，是傳統(tǒng)測試儀的核心芯片。在配合適當(dāng)?shù)耐鈬酒?，可對發(fā)射裝置下發(fā)的總線數(shù)據(jù)、離散信號等進行準(zhǔn)確測試。
AT89S52單片機是51系列單片機中應(yīng)用較為廣泛的芯片之一，具有低功耗、高速和抗干擾性強的優(yōu)點。
nRF905單片無線收發(fā)器是挪威Nordic公司推出的射頻發(fā)射器芯片，可工作于433／868／915 MHz共3個ISM頻段，由頻率合成器、接收解調(diào)器、功率放大器、晶體振蕩器和調(diào)制器組成，使用SPI接口與微控制器通信，具有配置方便、功耗低等優(yōu)點。
文中采用TMS320LF2407A作為主處理芯片，使用AD、I／O、429等接口功能模塊完成信號轉(zhuǎn)換。測試儀通過電纜連接至發(fā)射裝置的下接口后，可接收并測試發(fā)射裝置下發(fā)的各種信號。采用AT89S52單片機與nRF905射頻芯片組成無線收發(fā)模塊，完成測試儀與座艙之間的信息交互，實現(xiàn)傳統(tǒng)測試儀上按鍵和顯示器的功能。由于測試儀所測發(fā)射裝置掛裝的掛點不同，飛機座艙可根據(jù)接收信息中的掛點號區(qū)分各測試儀，從而實現(xiàn)多個掛點發(fā)射裝置的并列測試。整個測試系統(tǒng)如圖1所示。

2 硬件設(shè)計與實現(xiàn)
2．1 測試儀總體設(shè)計
測試儀主要分為兩個模塊，一是以DSP為核心的發(fā)射裝置數(shù)據(jù)測試模塊；二是以單片機為核心的數(shù)據(jù)無線收發(fā)模塊。
數(shù)據(jù)測試模塊通過電纜與發(fā)射裝置的下接口相連，接收并檢測數(shù)據(jù)。發(fā)射裝置下發(fā)的信號主要為429總線數(shù)據(jù)和電壓、電流等離散量。文中使用429協(xié)議芯片HIS-3282轉(zhuǎn)換429總線數(shù)據(jù)，使用RS232、通用I／O、AD／DA等轉(zhuǎn)換離散的模擬信號，接口部件將轉(zhuǎn)換好的數(shù)據(jù)統(tǒng)一交由DSP處理。另外，測試儀面板上裝有設(shè)置掛點號的波段開關(guān)，所設(shè)的掛點信息由數(shù)據(jù)測試模塊采集并處理。該開關(guān)由地勤人員根據(jù)所測發(fā)射裝置在載機下的掛點號設(shè)置。
數(shù)據(jù)無線收發(fā)模塊有兩個數(shù)據(jù)傳輸通道：一是通過串口與DSP進行數(shù)據(jù)傳輸；二是通過nRF905與座艙實現(xiàn)無線數(shù)據(jù)交聯(lián)。單片機完成對nRF905的控制、傳輸信息的轉(zhuǎn)換和打包等。另有頻點選擇電路為無線模塊設(shè)置通訊頻點。
此外，測試儀內(nèi)有獨立的電源模塊為各部分供電。測試儀內(nèi)各模塊如圖2所示。