便攜式低功耗雷達導航儀智能測控系統

摘要：針對現代雷達導航設備的生產調試和外場測試的雙重需要，設計一種便攜式低功耗智能測控系統。系統以MSP430為主處理器，設計ARINC429總線通信在內的雷達導航儀測控系統，采用電池供電，可手持方式工作。該方法降低開發成本、提高系統可靠性和便攜性，且可以嚴格保證通信的實時性。實驗結果表明該測控系統能夠為導航儀提供各類導航檢測信號，可以完成相關導航設備的生產測試、外場調試、后期維護等功能，具有高度集成化、智能化、接口標準化的優點。
關鍵詞：便攜式設備；低功耗；MSP430；智能測控系統

0 引言
為了解決許多航空設備采用的航空總線種類各異，難以互相兼容的問題，現代飛機航空電子系統要求各機載航空設備使用統一的航空總線，以方便系統集成。ARINC429總線是航空電子設備之間數據傳輸的航空工業標準，具有接口方便、數據傳輸可靠的特點，目前已經是航空領域應用最廣泛的航空電子總線。ARINC429是美國航空無線電公司(ARINC)制定的航空數字總線傳輸標準，屬單向數據總線，可由兩根獨立總線實現雙向傳輸，數據傳輸率為12．5～100 Kb／s，傳輸字為32位。總線上的發送器只能有一個，而接收器可多達20個。國內外研究和實現ARINC429總線通信的文獻很多，接口豐富且使用廣泛。文獻采用FPGA實現了ARINCA29的接口轉換為通用的USB接口。文獻采用C8051單片機為核心，在測控ARINC429總線數據的同時，還能夠監測總線上電氣特性的變化。文獻研究了基于PC／104總線結構的ARINCA29總線測控系統，可以完成多路429總線數據的實時接收和發送功能。文獻研究了基于FPGA的ARINCA29總線接收發送系統，實現四路ARINCA29信號接收和兩路發送的功能。雖然采用ARINCA29總線通信的研究很多，但還未見用于雷達導航儀測控的報道。隨著國產雷達導航儀的體積不斷優化，功能日益復雜，傳統的測控手段由于采用人工組裝、整機測試的方法，已經不能滿足新形勢下武器裝備的保障要求。
本文采用低功耗16位單片機MSP430F449為主處理器，以集成電路HS3282和HS3182為主要通信芯片，設計完成包括ARINC429總線通信在內的雷達導航儀測控系統。此測控系統采用電池方式供電，可以手持方式工作，高亮度液晶方式顯示，提高測控系統可靠性和便攜性，能夠為導航儀提供各類導航檢測信號，可以完成相關導航設備的生產測試、外場調試、后期維護等功能。

1 ARINC429串行總線
ARINCA29總線是一種單向廣播式數據總線，采用雙角屏蔽線傳輸信息，可由兩根獨立總線實現雙向傳輸，數據傳輸率為：高速傳輸的位速率為100 Kb／s±1％，低速傳輸的位速率為(12．0～14．5)Kb／s±1％。ARINC429規定數據傳輸采用雙極性歸零制的三態碼方式，如圖1所示，即調制信號由“高”、“零”和“低”狀態組成的三電平狀態。雙極性歸零碼的基本信號波形中攜帶了位同步信息，位同步是由零狀態變至“高”或“低”狀態的這一狀態變化來識別。字同步是以傳輸周期間至少有四個位時的時間間隔為基準，緊跟該字間隔后要發送的第一位起點即為新字的起點。

ARINC429總線數據的基本信息單元是由32位構成的一個數據字，每個數據字被分為5個基本區域，即標志碼(LABEL)，源／目的識別碼(SDI)，數據區(DATA)，符號狀態位(SSM)，校驗位(PARITY)，ARINC429總線數據信號編碼舉例如圖1所示。