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     作者：李斌

    目前，部隊(duì)和院校開(kāi)展靜態(tài)參數(shù)測(cè)試訓(xùn)練時(shí)，需要對(duì)戰(zhàn)車電子組合進(jìn)行加電操作，并多次插拔電子組合的接口器件，一旦發(fā)生誤操作，容易損壞裝備；測(cè)試各個(gè)組合時(shí)如果參數(shù)不符合標(biāo)準(zhǔn)，需要對(duì)組合內(nèi)部電路板器件進(jìn)行調(diào)整，以使組合參數(shù)恢復(fù)正常，但部隊(duì)和院校缺少此類的訓(xùn)練手段使培訓(xùn)人員掌握調(diào)整操作。

    因此，有必要制作一套基于虛擬儀器的戰(zhàn)車靜態(tài)參數(shù)測(cè)試訓(xùn)練系統(tǒng)，通過(guò)虛擬儀器產(chǎn)生與戰(zhàn)車各個(gè)電子組合輸出參數(shù)一樣的多路信號(hào)，從而替換實(shí)裝組合供訓(xùn)練人員測(cè)試，同時(shí)設(shè)計(jì)信號(hào)調(diào)整裝置，用于靜態(tài)參數(shù)測(cè)試的調(diào)整訓(xùn)練，滿足部隊(duì)和院校戰(zhàn)車靜態(tài)參數(shù)測(cè)試訓(xùn)練的需求。

    1總體設(shè)計(jì)

    基于虛擬儀器的戰(zhàn)車靜態(tài)參數(shù)測(cè)試訓(xùn)練系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)，主要由上位機(jī)軟件、單片機(jī)、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊和放大電路四部分組成，其原理結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。具體工作過(guò)程為：上位機(jī)發(fā)送控制字（包括信號(hào)通道選擇和信號(hào)幅值大�。┲料挛粰C(jī)（單片機(jī)），下位機(jī)采集控制字后，由單片機(jī)程序?qū)崿F(xiàn)所選信號(hào)通道以及信號(hào)幅值的大小。下位機(jī)產(chǎn)生信號(hào)后，通過(guò)以太網(wǎng)將數(shù)據(jù)發(fā)送到上位機(jī)并顯示在上位機(jī)相應(yīng)的虛擬面板上。產(chǎn)生的信號(hào)經(jīng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊和放大電路后形成需要測(cè)試的信號(hào)。在放大電路部分添加調(diào)整電位計(jì)，從而實(shí)現(xiàn)實(shí)裝測(cè)試時(shí)的調(diào)整操作。

    2  系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

    本系統(tǒng)的硬件部分以C8051F020單片機(jī)為核心，其外圍電路主要包括：D/A轉(zhuǎn)換電路、電壓轉(zhuǎn)換電路、運(yùn)算放大電路、通信接口電路以及看門(mén)狗復(fù)位電路。核心部分是D/A轉(zhuǎn)換電路和運(yùn)算放大電路，其他電路都是圍繞D/A轉(zhuǎn)換功能完善系統(tǒng)、保證程序正常運(yùn)行而設(shè)計(jì)的。通信接口電路實(shí)現(xiàn)上位機(jī)與下位機(jī)的數(shù)據(jù)通信；看門(mén)狗復(fù)位電路監(jiān)控程序的運(yùn)行狀態(tài)，在死機(jī)或“程序走飛”時(shí)可使系統(tǒng)自動(dòng)恢復(fù)到正常工作狀態(tài)。

    D/A轉(zhuǎn)換電路擬采用TLC5620芯片，它是一款帶有串行控制的4路8位電壓輸出數(shù)／模轉(zhuǎn)換器( DAC)。每一路均具有兩級(jí)緩沖器(輸入鎖存器( Latch)和DAC鎖存器）、一個(gè)輸出增益開(kāi)關(guān)、一個(gè)8位DAC電路以及一個(gè)電壓輸出電路。TLC5620的編程可通過(guò)對(duì)串行控制字中的RNG位置1或清零來(lái)實(shí)現(xiàn)，其輸出電壓的最大值可以是外部參考電壓的1—2倍。其輸入／輸出電路均為射極跟隨器。

    通過(guò)簡(jiǎn)單的3線串行總線可對(duì)TLC5620進(jìn)行控制，其11位的命令字由8位數(shù)據(jù)位、2位DAC選擇位以及1位RNG位組成。DAC寄存器是雙緩沖的，將完整的新數(shù)值寫(xiě)入器件，然后DAC輸出通過(guò)LDAC端的控制同時(shí)更新。數(shù)字輸出端帶有施密特觸發(fā)器，因此該電路具有較高的噪聲抑制性能。

    3  系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

    本系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)分為兩部分：上位機(jī)主控部分采用Visual Studio. Net開(kāi)發(fā)平臺(tái)，下位機(jī)部分以KeiluVision3為平臺(tái)。上位機(jī)部分是基于當(dāng)前流行的UDP體系結(jié)構(gòu)，在Visual Studio. Net網(wǎng)絡(luò)軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)上，用Vi。ual C#語(yǔ)言開(kāi)發(fā)上層應(yīng)用程序。程序流程圖如圖2所示。程序主要分為四個(gè)模塊：主控制面板模塊、選項(xiàng)面板模塊、輸出線程模塊及其他功能模塊。

    主控制面板模塊負(fù)責(zé)接收用戶對(duì)信號(hào)特征參數(shù)修改的信息、響應(yīng)控件信息及維護(hù)界面狀態(tài)。該模塊采用信息委托機(jī)制，將各控件的信息處理程序與自身消息委托相鏈接，當(dāng)有信息產(chǎn)生時(shí)，就調(diào)用相應(yīng)的信息處理程序，在信息處理程序中修改相應(yīng)的信號(hào)特征參數(shù)。另外，在主控制面板上大量采用了智能虛擬控件，它們不僅具有一般虛擬控件所具有的顏色、形狀、大小、真實(shí)感等屬性，最重要的是它們能被測(cè)試功能所“激活”，從而使它們自身帶有部分或全部測(cè)試儀器功能。

    選項(xiàng)面板模塊是當(dāng)接收到啟動(dòng)選項(xiàng)卡消息才運(yùn)行，先連接數(shù)據(jù)庫(kù)，獲取所有相關(guān)記錄，用以初始化控件狀態(tài)，然后等待用戶輸入。在選項(xiàng)面板上，可以插入當(dāng)前信號(hào)特征記錄，可以查詢、更改、加載歷史記錄，可以配置當(dāng)前數(shù)據(jù)采集硬件參數(shù)，最后選項(xiàng)卡關(guān)閉時(shí)會(huì)確認(rèn)是否更改設(shè)置。

    輸出線程模塊負(fù)責(zé)依據(jù)當(dāng)前參數(shù)配置單片機(jī)、信號(hào)特征參數(shù)生成信號(hào)數(shù)據(jù)、啟動(dòng)模擬輸出、將信號(hào)數(shù)據(jù)存入單片機(jī)輸出緩存區(qū)、停止模擬輸出、恢復(fù)初始狀態(tài)等。其中模擬輸出是采用單通道異步雙緩存連續(xù)輸出模式。

    系統(tǒng)采用基于Socket的UDP網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)上位機(jī)與下位機(jī)的通信。下位機(jī)軟件設(shè)計(jì)可分為：初始化程序、主程序、網(wǎng)絡(luò)中斷及定時(shí)器中斷程序。與上位機(jī)軟件通信協(xié)議約定如下：

    功能位+數(shù)據(jù)位+校驗(yàn)位

    其中，前兩個(gè)字節(jié)為前導(dǎo)碼，第三個(gè)字節(jié)為控制命令，單片機(jī)根據(jù)此字節(jié)進(jìn)行相應(yīng)處理；第四個(gè)字節(jié)為具體控制數(shù)據(jù)，最后為校驗(yàn)數(shù)據(jù)。根據(jù)協(xié)議，上位機(jī)每次發(fā)3個(gè)字節(jié)，下位機(jī)接收到有效的前導(dǎo)碼后進(jìn)行相應(yīng)的動(dòng)作，從而控制數(shù)／模轉(zhuǎn)換器輸出所需要的多路信號(hào)。

    4結(jié)論

    基于虛擬儀器的戰(zhàn)車靜態(tài)參數(shù)測(cè)試訓(xùn)練系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)對(duì)于部隊(duì)和院校的日常訓(xùn)練具有重要的意義，通過(guò)虛擬儀器產(chǎn)生與戰(zhàn)車電子組合輸出參數(shù)一樣的多路信號(hào)，從而替換實(shí)裝組合供訓(xùn)練人員測(cè)試，減少平時(shí)測(cè)試訓(xùn)練對(duì)實(shí)裝的損耗。通過(guò)設(shè)計(jì)信號(hào)調(diào)整裝置，用于靜態(tài)參數(shù)測(cè)試的調(diào)整訓(xùn)練，增加部隊(duì)和院校的培訓(xùn)手段。本訓(xùn)練系統(tǒng)不僅可以用于院校實(shí)踐教學(xué)中的靜態(tài)參數(shù)測(cè)試訓(xùn)練科目，還可以推廣到裝備部隊(duì)，用于戰(zhàn)車靜態(tài)參數(shù)測(cè)試的日常訓(xùn)練。

    5摘要：

    針對(duì)某型導(dǎo)彈戰(zhàn)車靜態(tài)參數(shù)測(cè)試時(shí)存在的問(wèn)題，用Visual C#語(yǔ)言開(kāi)發(fā)上層應(yīng)用程序，上位機(jī)發(fā)送控制字至單片機(jī)，單片機(jī)根據(jù)控制指令產(chǎn)生與戰(zhàn)車各個(gè)電子組合輸出參數(shù)一樣的多路信號(hào)，設(shè)計(jì)一套“基于虛擬儀器的戰(zhàn)車靜態(tài)參數(shù)測(cè)試訓(xùn)練系統(tǒng)”，從而替換實(shí)裝組合供訓(xùn)練人員測(cè)試，減少平時(shí)測(cè)試訓(xùn)練對(duì)實(shí)裝的損耗。實(shí)際應(yīng)用表明，該訓(xùn)練系統(tǒng)不僅可以用于院校實(shí)踐教學(xué)中的靜態(tài)參數(shù)測(cè)試訓(xùn)練科目，還可以推廣到裝備部隊(duì)。