一種有無線模塊的發射裝置外場測試儀設計

摘要針對傳統的空空導彈發射裝置中外場測試儀與飛機座艙無法直接通信的問題，設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。
關鍵詞發射裝置；外場測試儀；無線模塊；單片機

發射裝置外場測試儀(以下簡稱測試儀)是空空導彈發射裝置的專用外場檢測設備。在載機掛彈前，測試儀可模擬導彈部分的信號、負載和時序，完成對空空導彈發射裝置及飛機有關線路、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命令，告知測試儀發射裝置的某個狀態；測試儀完成該狀態的測試后，需上報測試結果或故障信息。傳統的測試儀由一體化的工程機箱構成，附帶按鈕、指示燈和顯示屏等實現人機交互，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的。由于每個發射裝置要測試多個狀態，多個掛點的發射裝置均要測試，因此耗時過長。
文中在傳統測試儀上添加了無線通信模塊，設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的測試命令，上報發射裝置的測試結果，多個掛點的測試儀可并列上傳數據，從而提高了發射裝置的外場測試效率。

1 系統設計方案
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轉換器等模塊。該款DSP功能較強，是傳統測試儀的核心芯片。在配合適當的外圍芯片后，可對發射裝置下發的總線數據、離散信號等進行準確測試。
AT89S52單片機是51系列單片機中應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點。
nRF905單片無線收發器是挪威Nordic公司推出的射頻發射器芯片，可工作于433／868／915 MHz共3個ISM頻段，由頻率合成器、接收解調器、功率放大器、晶體振蕩器和調制器組成，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換。測試儀通過電纜連接至發射裝置的下接口后，可接收并測試發射裝置下發的各種信號。采用AT89S52單片機與nRF905射頻芯片組成無線收發模塊，完成測試儀與座艙之間的信息交互，實現傳統測試儀上按鍵和顯示器的功能。由于測試儀所測發射裝置掛裝的掛點不同，飛機座艙可根據接收信息中的掛點號區分各測試儀，從而實現多個掛點發射裝置的并列測試。整個測試系統如圖1所示。

2 硬件設計與實現
2．1 測試儀總體設計
測試儀主要分為兩個模塊，一是以DSP為核心的發射裝置數據測試模塊；二是以單片機為核心的數據無線收發模塊。
數據測試模塊通過電纜與發射裝置的下接口相連，接收并檢測數據。發射裝置下發的信號主要為429總線數據和電壓、電流等離散量。文中使用429協議芯片HIS-3282轉換429總線數據，使用RS232、通用I／O、AD／DA等轉換離散的模擬信號，接口部件將轉換好的數據統一交由DSP處理。另外，測試儀面板上裝有設置掛點號的波段開關，所設的掛點信息由數據測試模塊采集并處理。該開關由地勤人員根據所測發射裝置在載機下的掛點號設置。
數據無線收發模塊有兩個數據傳輸通道：一是通過串口與DSP進行數據傳輸；二是通過nRF905與座艙實現無線數據交聯。單片機完成對nRF905的控制、傳輸信息的轉換和打包等。另有頻點選擇電路為無線模塊設置通訊頻點。
此外，測試儀內有獨立的電源模塊為各部分供電。測試儀內各模塊如圖2所示。