武漢軍械士官學(xué)校 劉 侃 田鑫鑫中國(guó)人民解放軍73146部隊(duì) 陳海平

以單片機(jī)技術(shù)為核心的武器裝備維修方法初探

武漢軍械士官學(xué)校 劉 侃 田鑫鑫
中國(guó)人民解放軍73146部隊(duì) 陳海平

單片機(jī)技術(shù)作為嵌入式技術(shù)的先導(dǎo)，在工業(yè)控制領(lǐng)域、軍事領(lǐng)域和日常生活中都得到了廣泛應(yīng)用。以單片機(jī)技術(shù)為核心的武器裝備，其結(jié)構(gòu)更集成、功能更全面、性能更先進(jìn)，但其故障檢修難度卻加大了，因此在總結(jié)日常檢修工作經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，提出適于武器裝備的單片機(jī)系統(tǒng)維修方法，便于同類情況的快速處置。

單片機(jī)；武器裝備；維修

0 前言

單片機(jī)技術(shù)已廣泛應(yīng)用于電子科技領(lǐng)域，在武器裝備上也得到了充分應(yīng)用。以便攜式導(dǎo)彈裝備為例，無(wú)論是戰(zhàn)斗裝備、檢測(cè)設(shè)備，還是模擬訓(xùn)練裝備上都大量使用了單片機(jī)技術(shù)，尤其以51系列、96系列芯片居多。隨著單片機(jī)技術(shù)在武器裝備中的應(yīng)用，其故障檢修便成為了一個(gè)新的課題。以單片機(jī)技術(shù)為核心的武器裝備，雖然型號(hào)不同，且人機(jī)交互方式不同，但通常采用軟、硬件相結(jié)合的基本形式。筆者通過(guò)維修實(shí)踐，總結(jié)出以單片機(jī)技術(shù)為核心的武器裝備的一般維修方法。

1 軟件故障

軟件故障是指單片機(jī)系統(tǒng)自檢不合格、不工作或工作不穩(wěn)定，以及監(jiān)控和應(yīng)用程序在設(shè)計(jì)或固化過(guò)程中產(chǎn)生的錯(cuò)誤。

1.1 自檢不合格

以單片機(jī)技術(shù)為核心的武器裝備，通常設(shè)計(jì)有自檢功能，否則設(shè)備就不完備。自檢不合格或顯示錯(cuò)誤，通?？赡苁擒浖收?。例如某型數(shù)字模擬裝備在開(kāi)機(jī)自檢時(shí)，屏幕上沒(méi)有任何顯示，且鍵盤(pán)數(shù)碼管出現(xiàn)亂碼，這種現(xiàn)象就表征程序出錯(cuò)，多半是EPROM2732或CPU8086芯片故障導(dǎo)致。

1.2 系統(tǒng)不工作

當(dāng)武器裝備不自檢、不工作時(shí)，首先應(yīng)判定系統(tǒng)是否工作，可以通過(guò)示波器檢測(cè)單片機(jī)的信號(hào)波形。先檢查時(shí)鐘振蕩電路是否正常工作，再檢查CPU在時(shí)鐘電路的激勵(lì)下是否工作正常。

（1）檢查8051/8031/89C51單片機(jī)的時(shí)鐘振蕩電路工作是否正常，可用示波器測(cè)量XTAL2端是否有脈沖信號(hào)輸出，如有則正常，沒(méi)有則時(shí)鐘電路有故障；8086單片機(jī)則測(cè)量CLK端。

（2）檢查8051/8031/89C51/8086單片機(jī)的好壞，可用示波器測(cè)量ALE端是否有脈沖信號(hào)輸出，如有脈沖信號(hào)輸出，則CPU芯片是好的。

（3）檢查8051/8031/89C51單片機(jī)系統(tǒng)上電后，CPU能否正常從EPROM/ROM中讀取指令碼，可用示波器測(cè)量PSEN端有無(wú)脈沖輸出，如有則說(shuō)明工作正常。

1.3 系統(tǒng)工作穩(wěn)定

（1）當(dāng)武器裝備能夠自檢，但工作不穩(wěn)定，有時(shí)工作，有時(shí)不工作，或執(zhí)行部分程序就死機(jī)，運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)亂碼的等情況時(shí)，多半有可能是EPROM/ROM或RAM壞。EPROM/ROM和RAM實(shí)現(xiàn)程序和運(yùn)算中間結(jié)果的存儲(chǔ)，平時(shí)EPROM/ROM或RAM不易出現(xiàn)故障。但使用時(shí)間過(guò)長(zhǎng)時(shí)，EPROM上擋光膠布脫落，會(huì)致使程序失效。當(dāng)單片機(jī)相應(yīng)管腳接觸不良時(shí)，也會(huì)出現(xiàn)這類故障。

（2）系統(tǒng)外圍電路：系統(tǒng)外圍電路影響程序執(zhí)行的主要是中斷信號(hào)源。

當(dāng)程序每次都運(yùn)行到某一固定位置就不再往下執(zhí)行，但系統(tǒng)程序并未死機(jī)，一直處在等待狀態(tài)，這種情況多半是系統(tǒng)外圍電路中斷信號(hào)源沒(méi)有產(chǎn)生。例如在檢修某型數(shù)字模擬裝備時(shí)就遇到過(guò)類似故障，系統(tǒng)開(kāi)機(jī)后CRT上僅有“+”字線及自檢方框，彈點(diǎn)不入框，經(jīng)檢查CPU是好的并正常工作，問(wèn)題出在外部中斷信號(hào)沒(méi)有產(chǎn)生，致使單片機(jī)一直等待外部中斷信號(hào)，程序不往下執(zhí)行。最終經(jīng)過(guò)檢修發(fā)現(xiàn)，8259的前端中斷信號(hào)放大電路中BG1的靜態(tài)工作點(diǎn)過(guò)低，中斷信號(hào)沒(méi)有產(chǎn)生，也就未觸發(fā)8259，所以8259并沒(méi)有向CPU8086的INTR端發(fā)出中斷請(qǐng)求信號(hào)，CPU一直處在等待狀態(tài)，將BG1的靜態(tài)工作點(diǎn)調(diào)整合適后，故障排除。

2 硬件故障

硬件故障是指系統(tǒng)的物理實(shí)物失效、器件及組件參數(shù)漂移、超差等造成的整個(gè)系統(tǒng)參數(shù)失調(diào)、功能部分或全部喪失的一類故障。

2.1 電源故障

由于系統(tǒng)的電源不穩(wěn)定、供電不正常、某一部分供不上電，將直接導(dǎo)致單片機(jī)系統(tǒng)的工作異常。

2.2 總線故障

由CPU總線處理及系統(tǒng)總線、總線驅(qū)動(dòng)器、總線響應(yīng)邏輯及等待邏輯等產(chǎn)生的故障。該類故障通常是研制生產(chǎn)時(shí)，印制電路板質(zhì)量不可靠，或未達(dá)到研制技術(shù)要求，走線過(guò)密過(guò)細(xì)，在長(zhǎng)時(shí)間通電或受潮后，易發(fā)生斷路或短路現(xiàn)象，造成系統(tǒng)不工作或芯片燒壞。

2.3 器件故障

對(duì)于關(guān)重器件，如CPU8086、8031、8051、8751、89C51、89C52、8098，EPROM2732、27256、27512，RAM6116以及時(shí)鐘8284、計(jì)數(shù)計(jì)時(shí)器8253等芯片本身質(zhì)量都比較過(guò)關(guān)，不容易損壞，但要注意防止插拔過(guò)程中管腳折斷或接觸不良。對(duì)于非關(guān)重器件，如A/D、D/A轉(zhuǎn)換、并口、串口、鍵盤(pán)控制器等，其直接與各功能單元電路相連，當(dāng)某一功能模塊出現(xiàn)故障時(shí)，應(yīng)首先檢查這類芯片是否損壞。

2.4 機(jī)械故障

通常是鍵盤(pán)按鍵失效、機(jī)械緊固部件松動(dòng)、手動(dòng)操作部件不靈活等造成的故障，相對(duì)較易發(fā)現(xiàn)并修復(fù)。

2.5 人為故障

單片機(jī)系統(tǒng)中出現(xiàn)人為故障的機(jī)率還是比較大的，主要是使用或儲(chǔ)存環(huán)境不符合要求、操作不當(dāng)，導(dǎo)致機(jī)器狀態(tài)的異?；驘o(wú)法使用。例如未斷電時(shí)插拔插件板、帶電插拔芯片、按錯(cuò)按鍵、壓傷電纜、拉斷連線等都可能導(dǎo)致元器件損壞。

在硬件故障中，人為故障是可以避免的，機(jī)械故障也是易于發(fā)現(xiàn)與排除的，而器件類故障是較難診斷與排除的。

3 結(jié)語(yǔ)

在進(jìn)行故障分析與定位時(shí)，應(yīng)從軟件和硬件兩個(gè)方面去進(jìn)行分析，在具體修理過(guò)程中要做到軟、硬件相結(jié)合，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行全面的分析判斷。

以上分析是基于日常維修工作的經(jīng)驗(yàn)，可能存在分析理解不夠的地方，但總體反映了維修工作的實(shí)際情況。且在維修過(guò)程中，也確實(shí)提高了維修效率。

[1]梅麗鳳,王艷秋,汪毓鐸,任國(guó)臣．單片機(jī)原理及接口技術(shù)(第3版)[M]．北京:清華大學(xué)出版社,北京交通大學(xué)出版社,2011．

[2]譚浩強(qiáng)．C程序設(shè)計(jì)(第三版)[M]．北京:清華大學(xué)出版社,2008．

[3]張虹．電子測(cè)量技術(shù)[M]．北京:北京航天航空大學(xué)出版社,2009．