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1 引言 隨著(zhù)軍事技術(shù)的發(fā)展，測試系統的信息化是實(shí)現我軍裝備現代化建設主要途徑，當務(wù)之急應該用高新技術(shù)提升老裝備的性能。這既是提升現有武器裝備的一個(gè)重要環(huán)節，又是最大限度地發(fā)揮現有裝備整體作戰效能的一個(gè)重要因素。我國現役的炮塔方位角系統中．老型號較多，大部分沒(méi)有配備自動(dòng)檢測和錄取設備。炮塔方位角系統的各種參數的計算、數據的處理和上報大多數由人工進(jìn)行，難以勝任復雜環(huán)境下快速、準確采集。為適應現代化炮塔方位角系統的要求，必須具有一套自動(dòng)采集和分析能力的完整測試系統。 2 主要器件簡(jiǎn)介 2．1 C8051F040單片機 C8051F040是完全集成的混合信號片上系統型單片機MCU。內核采用高速、流水線(xiàn)結構的805l兼容的CIP-51內核；控制器局域網(wǎng)(CAN2．OB)控制器，具有32個(gè)消息對象，每個(gè)消息對象有其自己的標識；8位500Ks／s的MI)轉換器，帶PGA和8通道模擬多路開(kāi)關(guān)；64KB在系統編程的Flash存儲器：具有SPI、SMBus、I2C接口和2個(gè)UART串行接口；VDD監視器、看門(mén)狗定時(shí)器和時(shí)鐘振蕩器真正能獨立工作的片上系統：片內JTAG調試電路允許使用安裝在最終應用系統上的產(chǎn)品MCU進(jìn)行非侵入式(不占用片內資源)、全速、在系統調試。該調試系統支持觀(guān)察和修改存儲器和寄存器，支持斷點(diǎn)、觀(guān)察點(diǎn)、單步及運行和停機命令。在使用JTAG調試時(shí)，所有的模擬和數字外設都可全功能運行；每個(gè)MCU都可工作在工業(yè)溫度范圍(-45°C～+85°C)內，工作電壓為2．7～3．6V。端口I／O、RST和JTAG引腳都容許5 V的輸入信號電壓。 2．2 CAN控制器SJA：1000 SJAl000的內部主要由接口管理邏輯IML、信息緩沖器(含發(fā)送緩沖器TXB和接收緩沖器RXFIF0)、位流處理器BSP、接收過(guò)濾器ASP、位時(shí)序處理邏輯BTL、錯誤管理邏輯EML、內部振蕩器及復位電路等構成。IML接收來(lái)自CPU的命令，控制CAN寄存器的尋址并向控制提供中斷信息及狀態(tài)信息。CPU的控制經(jīng)IML把要發(fā)送的數據寫(xiě)入TXB，TXB中的數據由BSP處理后經(jīng)BTL輸出到CAN總線(xiàn)。BTL始終監視CAN總線(xiàn)．當檢測到有效的信息頭“隱性電平一控制電平”的轉換時(shí)啟動(dòng)接收過(guò)程，接收的信息首先要由位流處理器BSP處理．并由ASP過(guò)濾，只有當接收的信息的識別碼與ASP檢驗相符時(shí)，接收信息才最終被寫(xiě)人RXB或RXFIIFO中。RXFIFO最多可緩存64字節的數據，該數據可被CPU讀取。EML負責傳遞層中調制器的錯誤管制，它接收BSP的出錯報告，促使BSP和IML進(jìn)行錯誤統計。 2．3 CAN收發(fā)器PCA82C250 PCA82C250是工業(yè)環(huán)境控制器局域網(wǎng)(CAN)的高集成度獨立控制器。它具有完成高性能通信協(xié)議所要求的全部必要特性。它具有簡(jiǎn)單總線(xiàn)，可完成物理層和數據鏈路層的所有功能。電子控制單元(ECU)的應用層由微控制器提供。PCA82C250在一般工業(yè)環(huán)境的應用中可以減少導線(xiàn)設置，并且增強診斷和監控能力。其主要特性：多主結構、可連接各種類(lèi)型的微控制器接口、總線(xiàn)訪(fǎng)問(wèn)優(yōu)先權(取決于報文標識符)、2032種報文標識符、對于高優(yōu)先權報文確保等待時(shí)間、強有力的錯誤處理能力、0～8個(gè)字節數據長(cháng)度、可組態(tài)總線(xiàn)接口、成組和廣播報文功能、無(wú)損結構的逐位仲裁、帶有位填充功能的非歸零編碼／解碼、傳輸速率可編程、時(shí)鐘頻率為16 MHz。 3 系統設計 炮塔方位角測試系統主要采集和處理由自整角機和旋轉變壓器產(chǎn)生的位置信號；并實(shí)時(shí)通過(guò)LED顯示和通過(guò)CAN總線(xiàn)向外輸出位置信息。圖1為系統結構框圖，主要包括主控模塊、2路SDC數據采集電路、LED顯示模塊、CAN通信模塊等。 圖2為硬件電路設計框圖。該系統硬件電路設計是以C8051F040單片機為核心，采用16ZSZ／XSZ-02(16位連續跟蹤的自整角機／旋轉變壓器一數字轉換器)采集單元，SJAl000CAN控制器外加驅動(dòng)控制器PCA80C250為通信系統。 3．2 軟件實(shí)現 該系統軟件功能主要包括數據發(fā)送模塊、數據顯示模塊、數據采集模塊、數據處理模塊、異常處理模塊等5部分，如圖4所示。其中，數據顯示模塊主要完成自整角機實(shí)時(shí)方位數據的顯示，顯示器為6位，分辨率為0．01密位；數據處理模塊主要完成粗、精合成以及糾錯功能；數據采集模塊主要完成由粗、精SDC通道值的二進(jìn)制角度編碼；數據發(fā)送模塊主要完成通過(guò)CAN總線(xiàn)的數據接收和發(fā)送；異常處理模塊主要完成系統出現異常后，整個(gè)系統可軟件復位。 炮塔方位角測試系統是以比C8051F040單片機為核心，實(shí)現自整角機和旋轉變壓器的離線(xiàn)檢測，大大提高測試效率。該測試系統具有結構簡(jiǎn)單，體積小，以及高可靠性等優(yōu)點(diǎn)。試驗證明，檢測系統工作穩定，抗干擾能力強，操作方便，精度高。因此，該系統設計合理，具有良好的使用價(jià)值。 |
