便携式低功耗雷达导航仪智能测控系统

摘要：针对现代雷达导航设备的生产调试和外场测试的双重需要，设计一种便携式低功耗智能测控系统。系统以MSP430为主处理器，设计ARINC429总线通信在内的雷达导航仪测控系统，采用电池供电，可手持方式工作。该方法降低开发成本、提高系统可靠性和便携性，且可以严格保证通信的实时性。实验结果表明该测控系统能够为导航仪提供各类导航检测信号，可以完成相关导航设备的生产测试、外场调试、后期维护等功能，具有高度集成化、智能化、接口标准化的优点。
关键词：便携式设备；低功耗；MSP430；智能测控系统

0 引言
为了解决许多航空设备采用的航空总线种类各异，难以互相兼容的问题，现代飞机航空电子系统要求各机载航空设备使用统一的航空总线，以方便系统集成。ARINC429总线是航空电子设备之间数据传输的航空工业标准，具有接口方便、数据传输可靠的特点，目前已经是航空领域应用最广泛的航空电子总线。ARINC429是美国航空无线电公司(ARINC)制定的航空数字总线传输标准，属单向数据总线，可由两根独立总线实现双向传输，数据传输率为12．5～100 Kb／s，传输字为32位。总线上的发送器只能有一个，而接收器可多达20个。国内外研究和实现ARINC429总线通信的文献很多，接口丰富且使用广泛。文献采用FPGA实现了ARINCA29的接口转换为通用的USB接口。文献采用C8051单片机为核心，在测控ARINC429总线数据的同时，还能够监测总线上电气特性的变化。文献研究了基于PC／104总线结构的ARINCA29总线测控系统，可以完成多路429总线数据的实时接收和发送功能。文献研究了基于FPGA的ARINCA29总线接收发送系统，实现四路ARINCA29信号接收和两路发送的功能。虽然采用ARINCA29总线通信的研究很多，但还未见用于雷达导航仪测控的报道。随着国产雷达导航仪的体积不断优化，功能日益复杂，传统的测控手段由于采用人工组装、整机测试的方法，已经不能满足新形势下武器装备的保障要求。
本文采用低功耗16位单片机MSP430F449为主处理器，以集成电路HS3282和HS3182为主要通信芯片，设计完成包括ARINC429总线通信在内的雷达导航仪测控系统。此测控系统采用电池方式供电，可以手持方式工作，高亮度液晶方式显示，提高测控系统可靠性和便携性，能够为导航仪提供各类导航检测信号，可以完成相关导航设备的生产测试、外场调试、后期维护等功能。

1 ARINC429串行总线
ARINCA29总线是一种单向广播式数据总线，采用双角屏蔽线传输信息，可由两根独立总线实现双向传输，数据传输率为：高速传输的位速率为100 Kb／s±1％，低速传输的位速率为(12．0～14．5)Kb／s±1％。ARINC429规定数据传输采用双极性归零制的三态码方式，如图1所示，即调制信号由“高”、“零”和“低”状态组成的三电平状态。双极性归零码的基本信号波形中携带了位同步信息，位同步是由零状态变至“高”或“低”状态的这一状态变化来识别。字同步是以传输周期间至少有四个位时的时间间隔为基准，紧跟该字间隔后要发送的第一位起点即为新字的起点。

ARINC429总线数据的基本信息单元是由32位构成的一个数据字，每个数据字被分为5个基本区域，即标志码(LABEL)，源／目的识别码(SDI)，数据区(DATA)，符号状态位(SSM)，校验位(PARITY)，ARINC429总线数据信号编码举例如图1所示。