基于PC104總線的性能檢測系統(tǒng)

3.2 信號(hào)的采集與轉(zhuǎn)換

某型自行火炮的隨動(dòng)系統(tǒng)有兩部分高低隨動(dòng)系統(tǒng)和方位隨動(dòng)系統(tǒng)組成，方位系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)火炮炮筒的水平平移，高低系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)炮塔的升降，測量和控制炮筒的高低射角。兩者的工作原理相同，在運(yùn)轉(zhuǎn)中它們產(chǎn)生的工作狀態(tài)信號(hào)必須經(jīng)過預(yù)處理才能接入性能檢測系統(tǒng)(如圖5所示)，防止電信號(hào)量程過大而燒毀PC104擴(kuò)展板。模擬信號(hào)如電源信號(hào)，位置控制信號(hào)需經(jīng)過信號(hào)調(diào)理電路的隔離分壓板進(jìn)行濾波、隔離、分壓，轉(zhuǎn)換至ADT620合適的量程后，再接入性能檢測系統(tǒng)。數(shù)字信號(hào)是隨動(dòng)控制箱工作狀態(tài)信號(hào)，以高低電平的形式存存。數(shù)字信號(hào)經(jīng)過信號(hào)調(diào)理設(shè)備的光電隔離控制板，轉(zhuǎn)煥至TTL電平后再接入CDT2000，CDT2000可以直接感知電平的閉合。

4 軟件設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)的運(yùn)行環(huán)境是Windows XP系統(tǒng)，在可視化的操作環(huán)境下，可以很好地實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互。開發(fā)工具是Visual C++，它提供封裝了大量API函數(shù)的MFC函數(shù)庫，這可以大大簡化應(yīng)用程序的開發(fā)周期。應(yīng)用程序采用面向?qū)ο蟮腃++語言來設(shè)計(jì)，總體分為采集卡驅(qū)動(dòng)模塊和性能檢測模塊。C++語言最大的特點(diǎn)是支持類與對象，將各個(gè)模塊分別封裝，形成采集卡操作類和性能檢測類。

4.1 采集卡初始化

盛博公司的數(shù)據(jù)采集卡為程序設(shè)汁者提供了豐富的外包函數(shù)。對采集卡的操作涉及到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元的地址，數(shù)據(jù)的讀寫函數(shù)，動(dòng)態(tài)鏈接庫等問題。在Visual C++中建立基于MFC對話框的工程，設(shè)計(jì)采集卡操作類，對用戶不可見，保障程序的安全性。利用對象調(diào)用動(dòng)態(tài)鏈接庫中的外包函數(shù)，可以很方便的對采集卡的操作，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的讀寫與顯示。流程圖如圖6所示，系統(tǒng)上電后，采集卡初始化，判斷打開的是哪一個(gè)采集卡。ADT620打開設(shè)定模擬輸入通道范圍，肩動(dòng)AD轉(zhuǎn)換，將AD值保存到全局?jǐn)?shù)組中;CDT2000打開，直接感知高低電平，兩者都為性能檢測模塊提供分析數(shù)據(jù)。

4.2 數(shù)據(jù)處理與顯示

性能檢測模塊實(shí)現(xiàn)對采集數(shù)據(jù)的分析處理，這部分設(shè)計(jì)的是否合理，直接影響到系統(tǒng)的總體性能。性能檢測就是根據(jù)隨動(dòng)系統(tǒng)的工作狀態(tài)信號(hào)來判斷其性能是否良好。因此，檢測必須和隨動(dòng)系統(tǒng)的工作進(jìn)程同步，分別對高低隨動(dòng)系統(tǒng)和方位隨動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行檢測。建立信號(hào)檢測對話框，作為人機(jī)交互的友好界面，并生成高低系統(tǒng)檢測類和方位系統(tǒng)檢測類。消息映射是Visual C++開發(fā)工具的基本特征，考慮到動(dòng)態(tài)信號(hào)存在延時(shí)問題，信號(hào)采集讀取以定時(shí)查詢消息方式來實(shí)現(xiàn)。MFC提供大量的API函數(shù)，通過SetLedlightStatue()等函數(shù)的調(diào)用實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的分析與顯示。高低系統(tǒng)工作時(shí)，先檢測電源信號(hào)，然后檢測指令信號(hào)和工作狀態(tài)信號(hào)。方位系統(tǒng)檢測與高低系統(tǒng)檢測基本原理一致。

5 結(jié)果分析

性能檢測系統(tǒng)設(shè)計(jì)完成后，通過專用電纜與某自行火炮隨動(dòng)系統(tǒng)的信號(hào)調(diào)理設(shè)備相連接。通電復(fù)位，系統(tǒng)先進(jìn)行自檢，檢測電路連接是否正常。隨動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)，信號(hào)引出、預(yù)處理、采集、轉(zhuǎn)換，交給應(yīng)川程序分析讀取。方位檢測界面如圖7所示，高低檢測與方位檢測類似。

6 結(jié)束語

本檢測系統(tǒng)采用基于PC104總線的CPU和數(shù)據(jù)采集板相結(jié)合的方式，通過Visual C++開發(fā)工具實(shí)現(xiàn)了用戶對信號(hào)的實(shí)時(shí)采集、處理、分析與顯示。信號(hào)采集的所有控制功能由PC104采集擴(kuò)展板完成，大大精簡外圍電路的設(shè)計(jì)。硬件設(shè)計(jì)采用數(shù)量少且效率高的開發(fā)元件，降低了系統(tǒng)成本，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。運(yùn)行在Windows XP操作系統(tǒng)的應(yīng)用程序?qū)崿F(xiàn)采集數(shù)據(jù)的分析與顯示，Visual C++與Windows XP提供的友好界面使用戶可以直觀的了解整個(gè)隨動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況。C++語言是有C語言的特點(diǎn)，這對硬件驅(qū)動(dòng)程序的編寫非常有利。同時(shí)C++語言最主要的特點(diǎn)是面向?qū)ο?，根?jù)各模塊建立相應(yīng)的類，并進(jìn)行封裝，使軟件整體運(yùn)行可靠穩(wěn)定。該檢測系統(tǒng)具有功耗低，體積小，抗噪性能優(yōu)良，穩(wěn)定性高等優(yōu)點(diǎn)，在應(yīng)用中具有有良好的推廣前景和顯著的軍事經(jīng)濟(jì)效益。