基于μC／OS-II的便攜式飛行參數數據卸載器

摘要 飛行參數數據卸載器作為民用和軍用飛機普遍配置的設備，在地勤維護、飛行事故預防和調查分析以及飛行質量評估等方面起著重要作用。隨著飛行參數數據量的加大以及對飛行參數使用要求的提高，逐漸暴露出一些影響飛行參數正常使用的問題，其中誤碼率高、數據卸載速度慢、飛行參數卸載設備型號多等是影響其工作的關鍵。因此，文中介紹了一種新型的便攜式飛行參數數據卸載器，利用嵌入式技術實現其小型化、模塊化、可視化，提高了飛行參數使用效率，有效地降低誤碼率以及實現數據高速轉錄。
關鍵詞 STM32；飛行參數卸載；μC／OS-II；μC／GUI；USB存儲

隨著嵌入式系統的廣泛應用和功能的不斷強大，對系統中人機界面的要求也越來越高，因此在嵌入式系統中加入圖形用戶界面得以廣泛運用。為充分發揮32位處理器的功能和性能優勢，提高系統的可靠性，使操作更加人性化，更多的工程師在其項目開發中選擇移植嵌入式實時操作系統(RTOS)和圖形用戶界面(GUI)。基于ARM Cortex-M3內核的STM32系列處理器具有性能優異、功耗超低、接口方便、集成度好、開
發容易等優點，針對國內某型號飛機飛行參數檢測設備體積大、結構復雜、數據卸載速度慢、誤碼率高等間題，設計出基于嵌入式實時操作系統μC／OS-II的便攜式飛行參數數據卸載器，可解決以上問題。
μC／OS-II是一個可裁剪的實時操作系統多任務內核，可根據實際需求量身定做地加載一些模塊，如圖形界面、文件系統、TCP／IP等，使μC／OS-II成為一個面向問題的實用嵌入式操作系統。文中首先介紹飛行參數記錄系統，然后介紹如何在STM32系列處理器上移植μC／OS-II和圖形界面μC／GUI以及飛行參數數據卸載器的功能實現。

1 飛行參數記錄系統
飛行參數記錄系統測試對象為國內某型戰斗機所裝備的飛行參數記錄儀，其用于記錄飛機的各種飛行參數和機載設備的工作狀態信息，為在地面對飛機的飛行狀態和機載設備工作狀態進行分析提供原始數據。飛行參數記錄系統主要由信號轉換器、磁帶記錄器、電源3部分組成，其結構框圖如圖1所示。

信號轉換器的主要功能是將來自飛機的各種傳感器參數處理和轉換成9位二進制并行數字信號，同時產生循環脈沖和地址同步脈沖，并產生相應邏輯控制信號，控制磁帶記錄器正、反轉等工作狀態。
電源部分的主要功能是為信號轉換器、磁帶記錄器和電源故障指示等部件可靠地提供所需的直流穩壓電源，同時輸出設置時間和飛行架次兩個輔助參數的信號到信號轉換器。
磁帶記錄器的主要功能是完成對經信號轉換器轉換后輸出的不同工作狀態下原始信息的記錄和輸出。磁帶記錄器在寫入數據時，寫入的是信號轉換器輸出的12位并行碼。讀出時，將記錄數據以12位并行碼形式輸出，輸出數據的速度是寫入數據速度的10倍，當檢測到有循環脈沖時，通過D觸發器鎖存上升沿信號，可有效克服因黑匣子中磁帶偏離導致的數據丟失現象，使采樣數據合格率達到99．9％以上，有效地降低飛行參數誤碼率。