基于1553B 总线的多通道测控系统开发

2019-02-13张鹏翼

数字通信世界 2019年5期

张鹏翼

（中航航空电子有限公司，北京 100086）

我国使用控制器产品的数量逐渐增加，对产品展开验收试验会耗费大量的精力和成本，通过使用先进的测控系统，让验收试验效率大大提高，有效地降低成本精力，提高企业的运营效率。以往的测试系统不仅操作复杂，还需要让操作人员参与到试验中验证试验数据。因此需要积极展开多通道测控系统的开发，优化测控效率，减少测控耗费的时间和精力。

1 系统硬件设计

本文探究的是四通道测控系统的开发，这种结构能够代替信号发生器以及信号示波器，可以提供模拟输出以及采集的功能，缩短四台控制器试验使用的时间。系统在数据总线标准之上，使用BC-RT 模式进行设计，选择1553B 板卡以及被测产品匹配板卡。在I/O 板卡上要有丰富的I/O 接口，本研究使用了使用AECCAN-PCI-2型号的板卡。在1553B 总线上使用了BUSA、BUSB 两种总线通信方式，实现了BC 和RT 通信。被测产品属于三余度设计，使得单台产品能够具备控制器独立通信功能，在测控箱中配置了隔离调理信号单元。工控机能够控制I/O 板卡上的开关，使得相应的自控制器可以完成1553B 总线电缆的通畅。多通道测控系统利用板卡对被测产品以及工控机进行模拟通信，模拟板卡为BST33102型号产品[1]。将模拟板卡和被测产品DA、+15V 以及+9V 相连接，板卡可以自动采集。但是板卡能够采集的范围只限定在-10V～+10V 之间，因此要对15V 电压进行分压，使用两个50K 电阻实现分压平均化。测试系统最多可以支持四台产品同时测试，在工控机内部的板卡可以利用B5电缆和测控箱相连接，在测控箱中使用电缆提供电能，利用模拟电缆和被测产品通过模拟信号进行通信。

2 系统软件设计

2.1 软件结构

在设计多通道测控系统软件的过程中，主要以VisualStoudio为主，运用C#语言完成相关的设计工作。就测控系统的功能来说，主要包含三方面：一是结合用户的具体设定，基于1553B 总线与选定的产品进行通信；二是结合用户的选定，与产品进行模拟通信；二是对接受信息进行零偏、拟合、线性度、滤波处理。在这一基础上，便能够确定测通系统的软件结构，即人机交互、数据库、后台软件三部分。其中，人机交互为用户提供一个试验的入口，将数据以直观的形式展现出来；后台软件分为不同的模块，数据处理、AD 采集与DA 输出、显示与保存、发送与接受模块；数据库主要就是对数据的存入、处理，并确定文件的路径、格式等。

2.2 关键技术

在设计测控系统软件时，需要解决的问题是DAQ 数据、1553B 数据的同步显示。为了实现这一目标，可以采用设置板卡的方式，控制好硬件采集数据的误差，在测试1553B 时使用f 表示其自身的频率，并以此来设置测试系统的频率。以1553B 协议为前提的模式结构（BC-RF），其中BC 是接受信息、发送信息的依据与前提，所以1553B 的实际通信频率也应该设置f。另外，1553B、DA 之间在通信质量、输出指令方面是相同，所以DA的设置应该等同于1553B 卡板，其频率为f，输出的方式为中断连续输出。而系统中的数据读取，因为采用定时中断的模式，就需要将其频率设置为4f，通过这样的方式实现系统中软件的设计目的。

3 系统测试结果

3.1 测试流程

首先，使用传统的测试方式对DA 性能、AD 性能进行测试，做好各项数据、参数的分析与记录。由于传统的测试方式较为复杂，受篇幅的限制，本文不对其进行描述。其次，为了保证测试结果的精准性，需要以1553B 总线为基础，采用多通道测控系统的方式，对DA 性能、AD 性能进行测试。在对系统进行通电处理以后，将DA 性能、AD 性能的测试频率调节至100Hz，共计需要进行1分钟的测试。做好准备工作以后，工作人员点击“开始测试”按钮，便可以对波形进行详细的关系，分析DA 性能、AD 性能。

3.2 预期成本

采用传统的方式进行测试工作，因为整体的步骤、工序较多，所以需要消耗更多的时间成本。而在这一过程中，还会产生很多隐性的经济成本，如果电费、人工费、场地费等，基本上都是按时间进行计算的，所以传统的测试方式还会产生较高的经济成本。相比之下，基于1553B 总线的多通道测控系统方式，其步骤简单（上文以提及），所以不会消耗大量的时间，同理测试过程中的隐性经济成本也会降低[2]。经过详细的计算、分析、比较可以发现，基于1553B 总线的多通道测控系统的方式，其所需要的成本仅仅是传统测试方式的1/4，具有更强的时效性、经济性。