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        基于MSP430技術(shù)的防滑剎車控制盒測試儀

        2012-12-17 10:48:42中航工業(yè)洪都航空集團(tuán)制造工程部特設(shè)試驗(yàn)室
        電子世界 2012年10期
        關(guān)鍵詞:機(jī)輪測試儀剎車

        中航工業(yè)洪都航空集團(tuán)制造工程部特設(shè)試驗(yàn)室 何 平

        1.引言

        某型電子防滑控制盒是用于某新型飛機(jī)輪轂防滑控制,是確保飛機(jī)在起飛、滑跑、轉(zhuǎn)彎、著陸等過程的關(guān)鍵安全裝置。為新研制產(chǎn)品,代表國內(nèi)最新的研究成果。國內(nèi)暫時(shí)沒有該型號(hào)電子防滑控制盒的專用測試儀。目前,一般使用多種通用設(shè)備搭線測試。由于接口關(guān)系復(fù)雜,所需通用設(shè)備較多,操作復(fù)雜,繁瑣,容易誤操作,導(dǎo)致測試數(shù)據(jù)誤判,甚至損壞設(shè)備。

        為了克服上述問題,設(shè)計(jì)了一種飛機(jī)電子防滑控制盒測試儀,集成多種通用設(shè)備的功能,能夠模擬飛機(jī)降落時(shí)機(jī)輪的狀態(tài),通過一根電纜和電子防滑控制盒(以下簡稱控制盒)連接,使用7寸觸摸屏作為人機(jī)界面,操作簡單,界面友好,測試精度高。

        2.數(shù)字式飛機(jī)防滑剎車測試系統(tǒng)的組成

        電子原理框圖如圖1所示,通過電纜連接測試儀和控制盒,在OCMJ15X20D液晶(12)操作測試儀,通過MSP430F5438模塊(13),控制AD9850模塊(14),經(jīng)過調(diào)理模塊I(15),大電流運(yùn)放I(16),輪速信號(hào)輸出模塊I(17),輸出飛機(jī)機(jī)輪轉(zhuǎn)速信號(hào)給控制盒,控制盒接收到機(jī)輪轉(zhuǎn)速信號(hào),根據(jù)輪速信號(hào)的變化率,判斷是否需要防滑和防抱死,然后輸出剎車信號(hào)給測試儀剎車直流信號(hào)輸入模塊輸出模塊(6)。

        經(jīng)過直流信號(hào)調(diào)理模塊(7),轉(zhuǎn)換成符合MSP430F5438模塊(13)內(nèi)部模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器要求的信號(hào),采集后自動(dòng)判斷參數(shù)是否正確,并在OCMJ15X20D液晶(12)顯示。測試儀通過交流激勵(lì)信號(hào)輸入模塊(4)接收控制盒輸出的剎車激勵(lì)信號(hào),MSP430F5438模塊(13)控制數(shù)字電位計(jì)模塊(3)模擬剎車指令傳感器,測試控制盒剎車工作狀態(tài)。通過TLP521光耦模塊(24)隔離驅(qū)動(dòng)繼電器模塊(25),切換控制盒各附件開路,通過RS422總線通信模塊(9)檢測控制盒故障報(bào)警能力。

        3.主要硬件電路的設(shè)計(jì)

        3.1 模擬飛機(jī)機(jī)輪轉(zhuǎn)速信號(hào)

        通過MSP430F5438模塊,控制AD9850得到掃頻基準(zhǔn)信號(hào),再對信號(hào)濾波、放大,調(diào)理后,就得到了一個(gè)頻率連續(xù)可調(diào)的正弦信號(hào),經(jīng)過功率放大后輸出,模擬飛機(jī)降落時(shí)飛機(jī)的機(jī)輪轉(zhuǎn)速信號(hào)。

        如圖2所示,AD9850與MSP430F5438采用串型接口,AD9850輸出為單極性正弦波,經(jīng)過帶通濾波器,轉(zhuǎn)換為雙極性正弦波。內(nèi)部運(yùn)放設(shè)置成比較器,送至MSP430F5438定時(shí)器自檢。

        3.2 模擬飛機(jī)正常剎車信號(hào)

        測試儀接受電子防滑控制盒輸出的交流激勵(lì)信號(hào),經(jīng)過數(shù)字電位計(jì)模塊,模擬飛機(jī)前后艙飛行員的剎車信號(hào),并采集控制盒輸出的直流剎車信號(hào),監(jiān)控飛機(jī)剎車的狀態(tài)。同時(shí)通過交流調(diào)理模塊,監(jiān)控電子防滑控制盒的輸出交流激勵(lì)信號(hào)幅值。防止控制盒在剎車過程中誤動(dòng)作。

        AD7376是128位數(shù)字電位計(jì),如圖3,和微處理器接口為SPI,每次轉(zhuǎn)換精度為D/128*VA,可以模擬剎車信號(hào)。

        圖4為AC轉(zhuǎn)RMS DC電路,控制盒輸出的交流激勵(lì)信號(hào),經(jīng)過AD637轉(zhuǎn)換為直流信號(hào),方便微處理器采集。

        3.3 模擬飛機(jī)機(jī)輪打滑和抱死狀態(tài)

        通過軟件控制飛機(jī)機(jī)輪轉(zhuǎn)速信號(hào)快速跳變,可以模擬機(jī)輪打滑和抱死狀態(tài),再通過MSP430F5438內(nèi)置12位AD采集控制盒輸出的剎車電流信號(hào),檢測控制盒防滑剎車功能。如圖5所示,使用儀用放大器差分取樣剎車電流信號(hào),分壓后送MSP430F5438采集,并將結(jié)果顯示在顯示屏上。

        3.4 模擬飛機(jī)防滑剎車系統(tǒng)各附件故障,檢測控制盒故障報(bào)警能力

        測試儀通過MSP430F5438模塊控制光耦模塊(型號(hào):TLP521),驅(qū)動(dòng)繼電器,模擬飛機(jī)剎車系統(tǒng)各附件短路開路狀態(tài),通過RS422總線通信模塊接收檢測控制盒輸出的故障信息,檢測控制盒故障報(bào)警能力。

        RS422接收電路采用SP3070模塊,如圖6。

        3.5 液晶觸摸屏模塊

        本方案的人機(jī)界面采用金鵬電子的OCMJ15X20D模塊,該模塊是一個(gè)中英文文字與繪圖模式的點(diǎn)矩陣液晶顯示模塊,內(nèi)建512KByte的ROM字形碼,可以顯示中文字型、數(shù)字符號(hào)、英日歐文等字母,并且內(nèi)建雙圖層(Two Page)的顯示內(nèi)存。在文字模式中,可接收標(biāo)準(zhǔn)中文文字內(nèi)碼直接顯示中文,而不需要進(jìn)入繪圖模式以繪圖方式描繪中文,可以節(jié)省許多微處理器時(shí)間,提升液晶顯示中文之處理效率。

        觸摸屏以及液晶模塊與MSP430F5438的接口如圖7所示。觸摸屏的方案是四線電阻式,采用的集成電路是ADS7843模塊。

        4.結(jié)束語

        基于MSP430技術(shù)的防滑剎車控制盒測試儀,成本低,攜帶方便,觸摸屏人機(jī)界面良好,能夠準(zhǔn)確模擬飛機(jī)降落時(shí)各種狀態(tài),包括接地保護(hù)、停機(jī)剎車、超控等,并將測試結(jié)果顯示在液晶屏上,為飛行提供安全保障。經(jīng)過使用達(dá)到了標(biāo)準(zhǔn)。

        [1]季臺(tái)福.飛機(jī)防滑剎車控制器數(shù)字測試系統(tǒng)研究[D].西北工業(yè)大學(xué)碩士論文,2007.

        [2]Texas Instruments Incorporated,MSP430x5xx Family User's Guide.microcontroller.ti.com.2009.

        [3]謝楷,趙建.MSP430系列單片機(jī)系統(tǒng)工程涉及與實(shí)現(xiàn)[M].機(jī)械工業(yè)出版社,2009.

        [4]沈建華,楊艷琴,翟驍曙.MSP430系列16位超低功耗單片機(jī)實(shí)踐與系統(tǒng)設(shè)計(jì)[M].清華大學(xué)出版社,2005.

        [5]譚浩強(qiáng).C程序設(shè)計(jì)[M].清華大學(xué)出版社,1998.

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