某型引進飛機裝有懸掛物管理系統，用于管理和控制所攜帶的武器和相關懸掛投放裝置。接口組件是該型懸掛物管理系統的核心部件，用于懸掛物管理系統計算機與飛機前艙的系統控制機構、發動機防喘系統、起落架終點位置電門和加油管伸出位置終點電門等信息交聯，并可完成外掛武器的應急發射（投放）和航炮的應急射擊等功能，是系統信息交聯的樞紐。對該接口組件的測試由隨機配備的測試設備完成，測試步驟需人工逐步操作并判讀，測試效率低,且只進行組件的性能測試，故障定位難。因此，為了提高測試效率和故障定位深度，設計了基于工控計算機架構、模塊化軟件編程和窮舉測試法故障定位的接口組件檢測儀[1]。
1 被測對象分析
    該接口組件實現ARINC429總線信號與開關量信號的相互轉換，接口信號包括總線信號、開關量輸入信號和開關量輸出信號。
    總線信號包括： (1)1路ARINC429總線發送信號；
(2)1路ARINC429總線接收信號。
    開關量輸入信號包括：(1)61路“27 V/OPEN”開關量輸入；(2)3路“GND/OPEN”開關量輸入；(3)9路“+5 V/GND”開關量輸入。
    開關量輸出信號包括：(1)88路“27 V/OPEN”開關量輸出；(2)20路“GND/OPEN”開關量輸出；(3)3路“+5 V/GND”開關量輸出。
2 總體方案設計
　    通過對被測對象分析可知，接口組件檢測中共涉及111路開關量輸入、73路開關量輸出和ARINC429總線信號輸入輸出各1路，開關量輸入/輸出包含“27 V/OPEN”、“GND/OPEN”和“+5 V/GND”。接口組件的檢測原理是：檢測儀向接口組件發送“ARINC429總線信號/開關量信號”，同時接收輸出的“開關量/ARINC429總線信號”，將接收到的數據與標準值進行比對，進行檢測和診斷。
　    根據接口組件的電氣特征和檢測儀所要完成的測試任務，對被測對象的屬性、輸入輸出對應關系等進行分析歸類，在考慮設備可靠性、維修性及擴展兼容能力的基礎上，架構了以工控計算機為控制核心的測試設備，設備總體設計方案如圖1所示。

3 硬件設計
    測試設備硬件主要由工控計算機、ARINC429總線信號收發板、信號調理板、開關量輸入板、開關量輸出板和電源模塊等組成[2-3]。
3.1 工控計算機
    主板采用研祥的FSC-1718VN主板，CPU為Pentium 4，800 MHz主頻，配備2條DDR 266/333/400雙通道DIMM插槽，可支持最大2 GB系統存儲器，1個RJ-45接口，2個SATA IDE接口，4個USB接口以及ISA和PCI總線接口等功能。其電源由主板的電源總線提供。ISA總線和PCI總線構成了主板的控制總線，工控計算機通過控制總線對各個功能板進行控制，完成對被測件的檢測。

3.2 ARINC429總線信號收發板
    ARINC429總線數據傳輸是一種串行通信。其數據信息通過一對單向、差分耦合、雙絞屏蔽線傳輸[4]。在傳輸信息時，ARINC429數據總線的碼型為32 bit雙極性歸零碼， 如圖2所示,發送的脈沖有三個電平： 高電平(+6.5~ +13 V)、低電平(-13~-6.5 V)、零電平(-2.5~+2.5 V)，分別對應邏輯1、邏輯0和本身的時鐘脈沖。該板卡的主要功能是在ARINC429總線與PCI總線之間起到橋梁作用，實現ARINC429總線信號與計算機數字信號的相互轉換。它既能接收ARINC429總線信號并將其轉換為數字信號送入計算機，又能將計算機發出的數字信號轉換為ARINC429總線信號輸出。

3.3 信號調理板
    信號調理板包括輸出信號調理模塊和輸入信號調理模塊。輸出信號調理模塊將開關量輸出板輸出的12路“27 V/OPEN”信號調理為3路“GND/OPEN”信號和9路“+5 V/GND”信號，輸出到接口組件的開關量輸入端。輸入調理模塊接收接口組件開關量輸出端的20路“GND/OPEN”和3路“+5 V/GND”開關量信號，并將其調理為23路“27 V/OPEN”信號輸出到開關量輸入板。圖3電路將“+5 V/GND”信號調理為“27 V/OPEN”信號，ULN2803反相驅動器對接口組件輸出的“+5 V/GND”信號進行功率放大。

3.4 開關量輸入板
    開關量輸入板(原理框圖如圖4)用于接收接口組件和信號調理板送來的“27 V/OPEN”開關量，進行電阻分壓和電平轉換，將“27 V/OPEN”開關量轉換為TTL電平(如圖5所示)，經地址鎖存送入計算機進行數據分析。

3.5 開關量輸出板
    開關量輸出板（原理框圖如圖6）用于向接口組件和信號調理板發送“27 V/OPEN”開關量。繼電器驅動電路主要完成73路單刀單擲繼電器的驅動,此部分電路采用達林頓管來實現TTL電平到“27 V/OPEN”的轉換。
3.6 電源模塊
    電源模塊將輸入的220 V/50 Hz交流電源通過線性穩壓電路變換為多路直流電源，以供接口組件和檢測設備使用。
4 軟件設計
　    檢測儀的軟件設計是在Windows XP操作系統和VC6.0編程開發環境支持下完成的[5]，軟件測試流程如圖7所示。

    接口組件測試分為兩個通道分別進行，“總線信號發送-開關量接收”通道測試和“開關量發送-總線信號接收”通道測試。“總線信號發送-開關量接收”通道測試原理是通過測試軟件控制ARINC429總線信號收發板發送ARINC429總線信號，經過接口組件的功能變換，ARINC429總線信號轉換為開關量，同時，測試軟件控制開關量輸入板和信號調理板接收開關量數據，將開關量轉換為數字信號并送入工控計算機進行故障診斷分析。同理，“開關量發送-總線信號接收”通道測試原理是通過測試軟件控制開關量輸出板和信號調理板發送開關量數據，經過接口組件的功能變換，開關量轉換為ARINC429總線信號，同時，測試軟件控制ARINC429總線信號收發板接收總線信號，并送入工控計算機進行故障診斷分析。
　　該接口組件的功能是實現總線信號與開關量的相互轉換，且存在一一對應關系，因此，測試過程中采用窮舉測試法[6]進行故障定位。窮舉測試法是指在被測電路的輸入端輸入所有可能的測試碼，觀察電路輸出是否與標準值一致。以“開關量發送-總線信號接收”通道測試為例,可將此通道分為73路獨立的測試單元進行窮舉測試,若計算機接收的73組總線數據與標準值進行比對均正確，則該測試通道正常；否則，故障可定位到相應的測試單元。如果兩個通道均測試正常，則該接口組件工作正常。
    實際應用表明：該檢測儀設計合理，工作穩定可靠，操作維護方便，所有測試內容均自動完成，無需人工參與，可完成原引進測試儀的所有功能，且故障可定位到獨立測試單元，故障定位準確，有效地提高了檢測和診斷效率。
參考文獻
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[2] 黨廣利, 馮金富,閆威.某型機載武器控制系統自動測試儀的研制[J].計算機測量與控制,2003,11(5):362-364.
[3] 董勤鵬, 熊華鋼. 基于某航空電子設備的自動測試系統設計與實現[J]. 現代電子技術,2008,21(284):146-149.
[4] 李榕, 劉衛國, 劉曉劍. 航空用ARINC429總線收發系統設計與實現[J]. 計算機測量與控制,2005,13(9):970-972.
[5] 鄭慧, 范忠誠.零基礎學Visual C++[M].北京:機械工業出版社, 2008.
[6] 柳愛利, 周紹磊. 自動測試技術[M]. 北京: 電子工業出版社, 2007.