引言
目前檢測飛機(jī)發(fā)動機(jī)各狀態(tài)參數(shù)的設(shè)備，體積和重量大，集成度很低，導(dǎo)致其靈活性較差，不能很好地滿足現(xiàn)代作戰(zhàn)對發(fā)動機(jī)測試的要求，且給地勤人員增加了飛機(jī)的維護(hù)保障難度，影響了飛機(jī)的保障效率[1,2]。因此，研制一套功能齊全，智能化、集成度高，使用、攜帶方便的發(fā)動機(jī)狀態(tài)原位監(jiān)測設(shè)備尤為迫切。
系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)
發(fā)動機(jī)狀態(tài)檢測設(shè)備總體構(gòu)成如圖1所示，由適配器、信號采集處理模塊、硬件測試平臺組成。圖中，機(jī)載傳感器敏感被測對象發(fā)動機(jī)的各種物理量(溫度、壓力、轉(zhuǎn)速等)，并將其轉(zhuǎn)換成電信號。適配器將輸入的電信號通過處理轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)電信號送給硬件測試平臺，測試平臺對輸入信號進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算和處理后、通過顯示器顯示最終的測試結(jié)果;并實(shí)時(shí)保存測試數(shù)據(jù)，為地勤人員進(jìn)一步對發(fā)動機(jī)進(jìn)行故障分析與診斷。
硬件設(shè)計(jì)
設(shè)計(jì)方案
硬件平臺設(shè)計(jì)采用嵌入式平臺，它是系統(tǒng)的智能指揮中心，根據(jù)檢測設(shè)備總體設(shè)計(jì)要求，所設(shè)計(jì)的硬件平臺結(jié)構(gòu)如圖2所示，它由最小系統(tǒng)和各種外圍擴(kuò)展電路接口組成。硬件平臺在設(shè)計(jì)中采用分層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，頂層為最小核心系統(tǒng)層，底層為外圍擴(kuò)展模塊層。
最小系統(tǒng)層由處理器(S3C2410)，64M字節(jié)NAND Flash，兩片64M字節(jié)SDRAM，網(wǎng)口芯片CS8900，Multi-ICE調(diào)試接口和復(fù)位模塊組成。底層由LCD模塊，SD卡模塊和電源模塊等組成。
最小系統(tǒng)由嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)Windows CE進(jìn)行系統(tǒng)管理和運(yùn)行應(yīng)用程序，采用Flash存儲器來存儲操作系統(tǒng)代碼，由于Flash的讀寫速度相對較慢，因此不直接用Flash運(yùn)行操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序，而是選擇兩片64M SDRAM作為閃存。系統(tǒng)加電時(shí)，地址指針首先指到Flash的第一個(gè)地址，執(zhí)行Boot Loader進(jìn)行系統(tǒng)初始化，將操作系統(tǒng)本身拷貝解壓到SDRAM中，讓整個(gè)操作系統(tǒng)在SDRAM里執(zhí)行，使系統(tǒng)達(dá)到最佳的速度。SD卡保存每次測試的結(jié)果，建立數(shù)據(jù)庫，提供大容量的存儲空間[6]。LCD接口為嵌入式處理機(jī)提供自由、強(qiáng)大的用戶輸入輸出接口。為滿足狀態(tài)檢測與故障診斷系統(tǒng)軟件開發(fā)的需要，設(shè)計(jì)了必要的擴(kuò)展按鈕、工作狀態(tài)指示燈和鍵盤接口等。電源管理模塊提供5V，3.3V和1.8V三種電源。時(shí)鐘模塊由12MHz的系統(tǒng)時(shí)鐘和32.768kHz的實(shí)時(shí)時(shí)鐘組成。Multi-ICE接口用于S3C2410的在線調(diào)試。
發(fā)動機(jī)信號采集處理模塊設(shè)計(jì)
該模塊完成傳感器輸出信號的采集和數(shù)據(jù)處理工作，其結(jié)構(gòu)如圖3所示。嵌入式平臺通過數(shù)據(jù)總線讀取該模塊的數(shù)據(jù)，計(jì)算出實(shí)時(shí)的測量值，同時(shí)利用軟件繪制出發(fā)動機(jī)各個(gè)參數(shù)的試車曲線，記錄并保存測試數(shù)據(jù)。
