一种有无线模块的发射装置外场测试仪设计

摘要针对传统的空空导弹发射装置中外场测试仪与飞机座舱无法直接通信的问题，设计了一种具有无线模块的外场测试仪。该测试仪可通过无线方式与座舱通信，提高了测试效率。同时无线模块替代了显示屏等人机接口，减小了测试仪的体积和重量，便于使用和运输。
关键词发射装置；外场测试仪；无线模块；单片机

发射装置外场测试仪(以下简称测试仪)是空空导弹发射装置的专用外场检测设备。在载机挂弹前，测试仪可模拟导弹部分的信号、负载和时序，完成对空空导弹发射装置及飞机有关线路、信号和工作时序的定性检查。
载机挂弹前，使用测试仪检测发射装置是一个飞机座舱与测试仪间的互动过程：座舱要向测试仪下发命令，告知测试仪发射装置的某个状态；测试仪完成该状态的测试后，需上报测试结果或故障信息。传统的测试仪由一体化的工程机箱构成，附带按钮、指示灯和显示屏等实现人机交互，无法直接与座舱传输信息。测试中，上述交互过程是由座舱和地面的地勤人员通过对讲机而实现的。由于每个发射装置要测试多个状态，多个挂点的发射装置均要测试，因此耗时过长。
文中在传统测试仪上添加了无线通信模块，设计了一种带无线通信功能的测试仪。该测试仪可通过无线方式接收飞机座舱下发的测试命令，上报发射装置的测试结果，多个挂点的测试仪可并列上传数据，从而提高了发射装置的外场测试效率。

1 系统设计方案
TMS320LF2407A是TI公司推出的一款高性能、低功耗的16位嵌入式处理器，可寻址192 kB×16位的外部存储空间，有高达41个通用I／O引脚、5个外部中断，并带有串行通信接口模块(SCI)和10位ADC转换器等模块。该款DSP功能较强，是传统测试仪的核心芯片。在配合适当的外围芯片后，可对发射装置下发的总线数据、离散信号等进行准确测试。
AT89S52单片机是51系列单片机中应用较为广泛的芯片之一，具有低功耗、高速和抗干扰性强的优点。
nRF905单片无线收发器是挪威Nordic公司推出的射频发射器芯片，可工作于433／868／915 MHz共3个ISM频段，由频率合成器、接收解调器、功率放大器、晶体振荡器和调制器组成，使用SPI接口与微控制器通信，具有配置方便、功耗低等优点。
文中采用TMS320LF2407A作为主处理芯片，使用AD、I／O、429等接口功能模块完成信号转换。测试仪通过电缆连接至发射装置的下接口后，可接收并测试发射装置下发的各种信号。采用AT89S52单片机与nRF905射频芯片组成无线收发模块，完成测试仪与座舱之间的信息交互，实现传统测试仪上按键和显示器的功能。由于测试仪所测发射装置挂装的挂点不同，飞机座舱可根据接收信息中的挂点号区分各测试仪，从而实现多个挂点发射装置的并列测试。整个测试系统如图1所示。

2 硬件设计与实现
2．1 测试仪总体设计
测试仪主要分为两个模块，一是以DSP为核心的发射装置数据测试模块；二是以单片机为核心的数据无线收发模块。
数据测试模块通过电缆与发射装置的下接口相连，接收并检测数据。发射装置下发的信号主要为429总线数据和电压、电流等离散量。文中使用429协议芯片HIS-3282转换429总线数据，使用RS232、通用I／O、AD／DA等转换离散的模拟信号，接口部件将转换好的数据统一交由DSP处理。另外，测试仪面板上装有设置挂点号的波段开关，所设的挂点信息由数据测试模块采集并处理。该开关由地勤人员根据所测发射装置在载机下的挂点号设置。
数据无线收发模块有两个数据传输通道：一是通过串口与DSP进行数据传输；二是通过nRF905与座舱实现无线数据交联。单片机完成对nRF905的控制、传输信息的转换和打包等。另有频点选择电路为无线模块设置通讯频点。
此外，测试仪内有独立的电源模块为各部分供电。测试仪内各模块如图2所示。