基于1553B總線的導(dǎo)彈測(cè)試和測(cè)發(fā)控技術(shù)研究

程駿

摘 要： 導(dǎo)彈測(cè)試與發(fā)射控制系統(tǒng)是對(duì)導(dǎo)彈控制系統(tǒng)性能及全彈配合性信號(hào)的協(xié)調(diào)性實(shí)施測(cè)試、發(fā)射條件檢查和準(zhǔn)備、對(duì)檢查合格的導(dǎo)彈按命令進(jìn)行發(fā)射的系統(tǒng)。其性能直接影響武器系統(tǒng)的整體性能，設(shè)計(jì)出一套準(zhǔn)確、快速、可靠、模塊化、小型化和易維修的導(dǎo)彈測(cè)試及測(cè)發(fā)控系統(tǒng)成為武器系統(tǒng)地面測(cè)試設(shè)備發(fā)展追求的目標(biāo)。

關(guān)鍵詞： 1553B總線；導(dǎo)彈測(cè)試；測(cè)發(fā)控技術(shù)

1 引言

武器系統(tǒng)設(shè)計(jì)具有很強(qiáng)的繼承性，產(chǎn)品功能稍加改變之后，以繼電器主導(dǎo)的導(dǎo)彈測(cè)試及測(cè)發(fā)控系統(tǒng)需要重新設(shè)計(jì)、安裝，十分費(fèi)時(shí)延長(zhǎng)了武器系統(tǒng)更新周期，增加研制成本。設(shè)計(jì)一套繼承性好的導(dǎo)彈測(cè)試及測(cè)發(fā)控的設(shè)備成為今后導(dǎo)彈測(cè)試及測(cè)發(fā)控技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。

2 1553B總線系統(tǒng)概述

1553B是美國(guó)軍用標(biāo)準(zhǔn)的串行通信總線，全稱是“飛機(jī)內(nèi)部分時(shí)制指令/響應(yīng)多路傳輸數(shù)據(jù)總線[1]”。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了數(shù)字式的命令/響應(yīng)時(shí)分制多路數(shù)據(jù)總線的技術(shù)要求也規(guī)定了多路總線的操作方式和總線上的信息流的格式以及電氣要求，能夠提供靈活而不需要增加硬件和軟件的設(shè)計(jì)。

1553B總線的主要構(gòu)成有：總線接口模塊，總線耦合器，電纜，電纜連接器，終端匹配等。由兩根冗余總線連接可掛接32個(gè)終端。按其作用分為：總線控制器（BC）、總線檢測(cè)器（BM）、遠(yuǎn)程終端（RT），調(diào)制成曼徹斯特編碼進(jìn)行傳輸。

1553B總線特征如下：

（1）傳輸速率為1Mbps，字的長(zhǎng)度為20bit，數(shù)據(jù)有效長(zhǎng)度為16bit，消息最大長(zhǎng)度為32個(gè)字；

（2）傳輸方式為半雙工，傳輸協(xié)議為命令/響應(yīng)方式，故障容錯(cuò)是典型的雙冗余方式，第二條總線總處于熱備份狀態(tài)；

（3）傳輸媒介為屏蔽雙絞線，總線耦合方式分為直接耦合和變壓器耦合。

3 總線測(cè)發(fā)控系統(tǒng)構(gòu)成

1553B總線控制方式有集中模式的靜態(tài)總線控制方式和分布模式的動(dòng)態(tài)總線控制方式。靜態(tài)總線控制方式是由一個(gè)固定的總線控制器管理總線上所有子系統(tǒng)間的消息通信，該方式具有通信控制簡(jiǎn)單、故障易檢測(cè)、軟硬件易實(shí)現(xiàn)等優(yōu)點(diǎn)。動(dòng)態(tài)總線控制方式指總線上有若干個(gè)具備作為總線控制器的子系統(tǒng)，在一個(gè)時(shí)間段僅允許其中一個(gè)作為總線控制器，可由時(shí)分制方式或循環(huán)方式交接總線控制權(quán)，該方式具有分布控制網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢(shì)。另外，為滿足導(dǎo)彈總體可靠性指標(biāo)的要求，采用雙冗余度的總線容錯(cuò)方式保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼_性并避免由于工作環(huán)境惡劣而引起掉電導(dǎo)致的干擾錯(cuò)誤[2]，基于上述特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了基于分布模式的動(dòng)態(tài)總線控制方式的導(dǎo)彈測(cè)試及測(cè)發(fā)控系統(tǒng)。

導(dǎo)彈測(cè)試與發(fā)射控制系統(tǒng)總體連接示意圖如圖1所示，圖2為導(dǎo)彈控制系統(tǒng)模塊分布圖、圖3為地面設(shè)備組成模塊示意圖。

4 導(dǎo)彈測(cè)試與發(fā)射控制系統(tǒng)工作過程

4.1 狀態(tài)檢查

狀態(tài)檢測(cè)功能完成對(duì)被測(cè)對(duì)象的狀態(tài)監(jiān)視并在出現(xiàn)異常時(shí)進(jìn)行報(bào)警等操作。主要由數(shù)字I/O模塊、A/D模塊配合多路轉(zhuǎn)換器、信號(hào)調(diào)理電路完成。數(shù)字I/O模塊的某些通道設(shè)置為程序查詢方式或中斷方式，開關(guān)量的狀態(tài)由主機(jī)自動(dòng)提??；在中斷方式下，每一通道的變化由模塊以中斷方式通知主機(jī)讀取和進(jìn)行必要的處理。A/D模塊的特定采樣通道用來(lái)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)巡檢被測(cè)對(duì)象的測(cè)溫電阻，方法是使用程序多線程技術(shù)控制模塊測(cè)量電阻上的電壓進(jìn)行采集和計(jì)算。

4.2 發(fā)射控制檢查

發(fā)射控制功能主要完成對(duì)控制對(duì)象的工作啟動(dòng)、停止?fàn)顟B(tài)設(shè)置、狀態(tài)切換、測(cè)試回路建立等，使武器系統(tǒng)等效處于某種工作狀態(tài)。這是通過數(shù)字I/O模塊、多路轉(zhuǎn)換器、信號(hào)調(diào)理電路以及由它們所驅(qū)動(dòng)負(fù)載中的執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成的。

4.3系統(tǒng)測(cè)試

對(duì)被測(cè)對(duì)象施加激勵(lì)信號(hào)，包括直流電壓、交流電壓、交流調(diào)制信號(hào)、階躍信號(hào)，能夠采集被測(cè)對(duì)象輸出信號(hào)進(jìn)行測(cè)量、分析和處理，包括直流電壓參數(shù)、交流電壓參數(shù)、電阻值、時(shí)間、脈寬、脈寬差并可完成通信測(cè)試。

4.4 系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)

基于Windows2000操作平臺(tái)，采用Borland公司的C++語(yǔ)言編寫軟件。實(shí)現(xiàn)窗口、事件和消息與硬件驅(qū)動(dòng)程序相融合。軟件總體構(gòu)架主要包括1553B模塊即插即用驅(qū)動(dòng)程序、1553B模塊支持的DLL庫(kù)函數(shù)、高級(jí)編程語(yǔ)言和測(cè)發(fā)控系統(tǒng)軟件四部分。其中，模塊驅(qū)動(dòng)程序與操作系統(tǒng)配合，主要管理1553B模塊在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的地址分配、中斷申請(qǐng)、內(nèi)存使用、基本輸入/輸出操作等，它們處在最底層；DLL庫(kù)函數(shù)是面向用戶的各種接口函數(shù)原型和解釋，用戶通過調(diào)用不同的接口函數(shù)，操作底層驅(qū)動(dòng)程序，達(dá)到控制模塊參與測(cè)試的目的；處在頂層的測(cè)發(fā)控系統(tǒng)軟件是用戶利用C++語(yǔ)言開發(fā)的應(yīng)用程序，通過DLL庫(kù)函數(shù)間接完成對(duì)模塊的底層操作。

5 結(jié)束語(yǔ)

實(shí)踐證明基于1553B總線的導(dǎo)彈測(cè)試及測(cè)發(fā)控系統(tǒng)能很好的滿足數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性、傳輸?shù)耐暾?、方便故障的排查、容錯(cuò)處理和系統(tǒng)管理等要求，具有一定的工程應(yīng)用價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

[1]聶俊偉，向超.基于NIOS2的MIL-STD-1553B總線協(xié)議的分析[J].通信技術(shù)，2007，40（12）

[2]周耀群.汽車道路試驗(yàn)便攜式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā)[J].自動(dòng)化儀表，2006 27（8）：63