基于DSP的机载远程投放控制终端设计

摘要：针对导弹研制靶场试验的需求，设计了一种基于DSP的机载远程投放控制终端，用于红外干扰源的投放控制。给出了控制终端的组成结构，重点介绍硬件设计及软件设计，通过在线编程技术方便投放模式的远程加载，使用特定的数据帧编码原则提高了无线数据传输的可靠性。多次的外场靶试试验验证了系统设计的通用性和工程实用性。
关键词：远程投放；控制终端；DSP；在线编程；数据帧编码原则

0 引言
导弹研制过程中为考核其抗干扰性指标，需要在靶机上加装红外干扰源的投放装置，在靶机起飞后的特定时间段内，按一定的投放序列完成红外干扰弹的投放，在靶机周围形成与靶机红外辐射特征相似的红外辐射源，对导弹进行干扰。
以往使用的投放装置，其投放模式基本都是比较固定的：一次性全部投放或以固定时间间隔进行投放，并且投放模式的设置都是在靶机起飞前固化在装置内，无法进行再次修改。这种比较固定的投放模式不能充分验证导弹的抗干扰性能指标，同时当靶机上天后发现投放模式设置有误或临时需更改投放模式时，无法进行再次重新加载，浪费试验机会，这些因素严重制约了导弹靶场试验的有效开展。
以DSP为控制核心的机载远程投放控制终端，利用无线数传电台接收来自地面站的控制指令，对接收到的无线通信数据进行解调、接收和存储，完成投放模式的设置及点火指令的响应，利用处理器的数字I／O信号完成红外干扰源的点火控制，实现靶机的投放任务。

1 硬件电路设计
1．1 系统组成结构
机载远程投放控制终端采用模块化设计，主要由通信单元、电源单元、控制单元及执行单元4个部分组成。通信单元利用无线数传电台负责与地面站的远程通信；电源单元对靶机上的直流供电进行隔离与转换，实现投放控制终端用电的匹配；控制单元一方面接受来自地面站的指令，完成投放模式的配置，并根据指令完成对执行单元的控制，同时将终端的状态通过通信单元反馈到地面站；执行单元接收控制单元的指令，对靶机上的每一个红外干扰弹单独进行投放控制。
图1所示为机载远程投放控制终端的系统组成结构图。

1．2 通信单元设计
图2所示为通信单元原理图。

通信单元主要由无线数传电台和电平转换芯片组成，完成无线数据通信功能。无线数传电台采用Max Stream公司的9Xtend-PKG-R跳频数传电台模块。该模块的主要特点是：在相同发射功率的情况下采用扩频通信方式可以传输更远的距离。同时利用该模块的FHSS跳频扩频方式和AES数据加密功能，可避免其他无线系统的射频干扰。
机载远程投放控制终端与地面站各使用一个同型号无线数传电台，这样控制终端和地面站之间的通信数据可以直接从数据口取出使用，不用经过特殊设置。无线数传电台使用内置RS 232总线接口与DSP处理器进行数据传输，使用MAX232AMJE芯片完成数据收发电平的转换。
1．3 控制单元设计
控制单元硬件结构如图3所示。处理器采用TI公司的TMS320F240，该处理器提供10位分辨率的A／D、16位精度的定时器功能、16位精度的看门狗定时器，全双工的串行接口，片内集成32 KB FLASH程序存储器。在控制单元设计中，片外扩展了64 KB的程序存储器和64 KB的数据存储器。TMS320F240具备开发IPA系统的硬件条件，只需借助RS 232串行通信口，通过在FLASH自定义的段中放置加载代码，利用这段代码擦写FLASH、读取程序存储器中的代码，实现线编程。

复位逻辑电路主要用于提高系统的可靠性，采用专用的复位逻辑芯片MAX705MJA来完成系统的可靠复位。MAX705MJA除了上电复位和掉电复位外，还有监控系统的电源和数据保护的功能。利用MAX705MJA作监控系统电源，当电源监控供电电压出现异常时，提供中断请求信号，方便系统实现异常处理；同时当系统程序跑飞或死锁时，看门狗定时器会自动复位系统，让系统重新回到正常的工作状态，程序恢复正常运行。