基于MSP430F149单片机的发控时序检测系统设计

由于火箭炮发射的是简易控制火箭弹，因此其定向管与火箭弹之间的电气信号接口除了与普通无控火箭弹一样具有点火信号接口外，还另有一个32芯参数装定信号接口。在发射程序中，如果火控系统计算的火箭弹的飞行控制参数能够准确地装定至火箭弹的控制系统中，则火箭弹按照简易控制方式飞行，否则按照无控方式飞行，导致火箭弹的射击精度大大下降。为了确保火箭弹能够顺利发射以及射击的准确性，在技术阵地进行装填之前，需要对火箭炮上的点火信号线路以及参数装定线路进行严格检测，确保信号线路处于良好的工况。

对于发控系统的检测，在火箭炮配套的机电检测维修车上有发控时序检测装置，用于定性检查定向管的发控时序。该检测装置不能对检测结果进行量化处理与显示，检测时只能通过LED的亮灭来确定发控系统是否正常，对于处于临界故障状态的线路则不能定量观察，具有一定的局限性。

本文基于MSP430F149单片机，设计一种发控时序检测系统。该系统运用数字信号处理技术、计算机自动控制技术等，在点火触头和对接插头采集发控信号，并对信号的电压幅值、电流大小、信号噪声、信号上升、下降沿宽度进行分析，显示检测信号与标准值的偏差并给出评估值；同时检测对接的可靠性，对同一号管进行三次对接并分析信号的差异，从而评估对接的可靠性；详细记录每次的检测数据，每次检测时都与历史数据进行对比分析，得出同一号管数据的变化规律及与其他所有管数据的一致性，从而确定发控系统的潜在故障，给出维修指导。该检测系统不仅使检测数据准确、过程简化，还节省时间，能有效提高火箭炮的作战效能。

发控时序检测系统总体方案设计

检测系统主要功能

本系统主要实现对火箭炮发控装置的日常维护和故障检测，系统具有如下功能：

（1）定向管发控时序信号的检测；

（2）火箭发动机点火信号的检测；

（3）直观显示检测内容和检测结果；

（4）系统自检；

（5）检测过程声音提示；

（6）超标参数声音和灯光报警；

（7）检测结果现场打印；

（8）检测结果断电保存和回查；

（9）与串行主机通信。

检测系统结构组成

为了能实现系统的灵活性，系统利用串口来实现与微机之间的通信；同时，系统要便于携带。根据系统功能，检测系统结构如图1所示。

由图1可知，本系统主要由直流稳压电源模块、模拟输入多芯切换单元、模数转换单元、数据处理单元、LCD显示模块及串行通信接口等部分组成。

发控时序检测系统硬件设计

图1 系统结构框图

基于MSP430F149的最小系统设计

MSP430F149单片机适合于许多较复杂控制应用场合，选用该芯片来构建最小系统，完全能满足系统正常工作的要求。本系统基于MSP430F149所设计的最小系统作为硬件的核心控制部分，系统除了包括单片机正常工作所必须的电源电路和复位电路外，还包括多芯切换电路、键盘和液晶显示电路、通信接口电路、数据存储电路和声音报警电路等。

电源电路设计

在单片机应用中必须提供复位信号，以保证单片机能正确复位，从而进入正确的工作状态。此外，单片机也需要稳定的电压信号，因此必须提供电源电路。电源电路及复位电路如图2所示。图中，输入的电压经TPS70633芯片转换成3.3V的电压，以满足单片机的工作电压要求。通过MAX809STR产生复位信号送给单片机。为了减小干扰，每个芯片的电源端都加上一个0.1μF的电容进行滤波处理。

多芯自动切换电路设计

在自动测试系统中，经常需要对多路数据进行采集，有时还需在不同的测试流程中获取不同通道的数据信号。以前人们常通过增加A/D采样前端的模拟开关数目来解决，但是如果检测系统中含有高压电路的切换，模拟开关则不再合适，继电器在这方面则具有明显的优势，其具有能够切换较大电流和电压的能力，同时还可以使驱动控制电路与被控触点电路完全隔离，使用安全系数高。

在选择继电器时，综合考虑实际的技术要求、功能特性和环境适应性，参照继电器的性能参数、体积大小、安装方式、负载特性等，本方案选择了松下公司生产的TX2-5V继电器作为测量电路切换的开关器件。该继电器具有响应时间快、耐压值高、体积小和功耗低等优点，可以满足测试时的长时间连续扫描和在高压下工作的要求。

图3 多芯自动切换电路原理图

32芯电缆的点火装置的端电压和回路电阻的测量，是相对于火箭炮系统地，检测系统还需对模拟信号进行调整、模数转换、单片机处理数据，因此，多芯自动切换电路，既要实现恒压、恒流的自动切换，又要实现多路信号之间的切换。电路设计时每芯采用一个双路继电器实现切换，既能实现该芯电缆