基于1553B总线的导弹测试和测发控技术研究

程骏

摘 要： 导弹测试与发射控制系统是对导弹控制系统性能及全弹配合性信号的协调性实施测试、发射条件检查和准备、对检查合格的导弹按命令进行发射的系统。其性能直接影响武器系统的整体性能，设计出一套准确、快速、可靠、模块化、小型化和易维修的导弹测试及测发控系统成为武器系统地面测试设备发展追求的目标。

关键词： 1553B总线；导弹测试；测发控技术

1 引言

武器系统设计具有很强的继承性，产品功能稍加改变之后，以继电器主导的导弹测试及测发控系统需要重新设计、安装，十分费时延长了武器系统更新周期，增加研制成本。设计一套继承性好的导弹测试及测发控的设备成为今后导弹测试及测发控技术的发展趋势。

2 1553B总线系统概述

1553B是美国军用标准的串行通信总线，全称是“飞机内部分时制指令/响应多路传输数据总线[1]”。标准规定了数字式的命令/响应时分制多路数据总线的技术要求也规定了多路总线的操作方式和总线上的信息流的格式以及电气要求，能够提供灵活而不需要增加硬件和软件的设计。

1553B总线的主要构成有：总线接口模块，总线耦合器，电缆，电缆连接器，终端匹配等。由两根冗余总线连接可挂接32个终端。按其作用分为：总线控制器（BC）、总线检测器（BM）、远程终端（RT），调制成曼彻斯特编码进行传输。

1553B总线特征如下：

（1）传输速率为1Mbps，字的长度为20bit，数据有效长度为16bit，消息最大长度为32个字；

（2）传输方式为半双工，传输协议为命令/响应方式，故障容错是典型的双冗余方式，第二条总线总处于热备份状态；

（3）传输媒介为屏蔽双绞线，总线耦合方式分为直接耦合和变压器耦合。

3 总线测发控系统构成

1553B总线控制方式有集中模式的静态总线控制方式和分布模式的动态总线控制方式。静态总线控制方式是由一个固定的总线控制器管理总线上所有子系统间的消息通信，该方式具有通信控制简单、故障易检测、软硬件易实现等优点。动态总线控制方式指总线上有若干个具备作为总线控制器的子系统，在一个时间段仅允许其中一个作为总线控制器，可由时分制方式或循环方式交接总线控制权，该方式具有分布控制网络的优势。另外，为满足导弹总体可靠性指标的要求，采用双冗余度的总线容错方式保证数据传输的正确性并避免由于工作环境恶劣而引起掉电导致的干扰错误[2]，基于上述特点，设计了基于分布模式的动态总线控制方式的导弹测试及测发控系统。

导弹测试与发射控制系统总体连接示意图如图1所示，图2为导弹控制系统模块分布图、图3为地面设备组成模块示意图。

4 导弹测试与发射控制系统工作过程

4.1 状态检查

状态检测功能完成对被测对象的状态监视并在出现异常时进行报警等操作。主要由数字I/O模块、A/D模块配合多路转换器、信号调理电路完成。数字I/O模块的某些通道设置为程序查询方式或中断方式，开关量的状态由主机自动提取；在中断方式下，每一通道的变化由模块以中断方式通知主机读取和进行必要的处理。A/D模块的特定采样通道用来实现实时巡检被测对象的测温电阻，方法是使用程序多线程技术控制模块测量电阻上的电压进行采集和计算。

4.2 发射控制检查

发射控制功能主要完成对控制对象的工作启动、停止状态设置、状态切换、测试回路建立等，使武器系统等效处于某种工作状态。这是通过数字I/O模块、多路转换器、信号调理电路以及由它们所驱动负载中的执行机构完成的。

4.3系统测试

对被测对象施加激励信号，包括直流电压、交流电压、交流调制信号、阶跃信号，能够采集被测对象输出信号进行测量、分析和处理，包括直流电压参数、交流电压参数、电阻值、时间、脉宽、脉宽差并可完成通信测试。

4.4 系统软件结构

基于Windows2000操作平台，采用Borland公司的C++语言编写软件。实现窗口、事件和消息与硬件驱动程序相融合。软件总体构架主要包括1553B模块即插即用驱动程序、1553B模块支持的DLL库函数、高级编程语言和测发控系统软件四部分。其中，模块驱动程序与操作系统配合，主要管理1553B模块在计算机系统中的地址分配、中断申请、内存使用、基本输入/输出操作等，它们处在最底层；DLL库函数是面向用户的各种接口函数原型和解释，用户通过调用不同的接口函数，操作底层驱动程序，达到控制模块参与测试的目的；处在顶层的测发控系统软件是用户利用C++语言开发的应用程序，通过DLL库函数间接完成对模块的底层操作。

5 结束语

实践证明基于1553B总线的导弹测试及测发控系统能很好的满足数据实时性、传输的完整性、方便故障的排查、容错处理和系統管理等要求，具有一定的工程应用价值。

参考文献

[1]聂俊伟，向超.基于NIOS2的MIL-STD-1553B总线协议的分析[J].通信技术，2007，40（12）

[2]周耀群.汽车道路试验便携式数据采集系统的设计与开发[J].自动化仪表，2006 27（8）：63