机载航空电子启动类装置通用检测平台研究

高桓

天津华翼蓝天科技股份有限公司天津300384

摘要：随着信息科技的不断进步，经济的不断发展，机载航空电子启动类装置(AAP)是一种能够处理飞行员操作和外部离散信号、控制航电分系统通/断，与主控处理机通信、接受和综合处理系统内的数据和状态的航空电子设备。其性能检测是采用专用检测设备对外场可更换单元与AAP的机上工作环境进行模拟，由此检查AAP的故障情况，可判断其工作状态与性能是否符合要求。针对目前多机型AAP组成原理、工作方式、接口定义相同或相近的情况，对其供电电源、输入信号、输出信号、通信方式进行归纳总结，初步完成了AAP通用检测平台的基本构建。

关键词：航空电子;启动装置;检测平台

引言

机载航空电子启动类装置(aviationactivationpanel，AAP)，是一种能够处理飞行员操作和外部离散信号、控制航电分系统通/断，与主控处理机通信、接受和综合处理系统内的数据和状态的航空电子设备。AAP的性能检测是指采用专用检测设备，对外场可更换单元与AAP的机上工作环境进行模拟，由此检查AAP的故障情况，判断其性能是否符合要求。

1机载航空电子启动类装置

1.1AAP的修理分级

对于一般的修理都有着不同的级别，AAP的维修分级主要分为基层级、中继级和基地级三级维修。其中，基层级维修以原位维修为主，工作主要包括飞机飞行前后的检查、日常保养维护和某些工作量不大的周期性工作，由机内自检测完成故障探测，以确定AAP是否产生故障，并根据故障信息显示进行更换，恢复系统。其次，中继级维修则主要包括某些工作量较大、需要仪器设备较多、技术上也较为复杂的周期性维修工作，该级维修能够对外场可更换单元进行功能、性能验证、诊断工作故障、隔离故障、更换故障的内场可更换单元，以离位维修为主。最后，基地级维修又可称为后方级维修，主要负责对AAP的内场可更换单元进行功能和性能验证、工作故障诊断、故障隔离、更换故障的装配件和元器件，以及AAP的翻修工作等。

1.2AAP的组成

AAP由主处理机、存储器、串行通信控制接口、离散接口、电源、键盘组合单元及机箱等构成。其中主处理机通常采用指令系统完善、低功耗、可实时处理的微处理器，具有定时、多级中断(包括内部、外部中断)的功能。其基本时钟由晶体振荡器产生，并设置有“看门狗”电路，能够确定和控制AAP的工作方式和工作状态。存储器则由只读存储器、随机存储器、非易失存储器等组成，具有数据校验能力和数据保护能力。AAP在综合化航空电子系统中与显示控制管理处理机、视频控制板、视频录像机、座舱电视传感器及飞机握杆、座舱照明控制盒、告警系统、非航空电子系统等设备连接，组成分系统，为飞行员提供操作接口，是航空电子系统的重要机载设备之一。它采用全双工/半双工ＲS－422串行通信的形式与系统内有串行通信要求的显示控制管理处理机和航电设备进行通信，通过离散信号控制与其关联的航空电子各分系统，提供人机接口和实现智能化控制。控制与外部系统之间的串行通信，并根据要求产生外部系统所需的离散信号。

1.3AAP的修理现状

很多目前在维修当中，技术成熟，然而作为AAP的基地级维修单位，不仅需要在厂内对AAP开展故障检查、修理以及调整试验等工作，同时也需要对基层级和中继级维修工作进行支援，并提供外场排故和修理服务。目前，AAP厂内修理工作模式为:按机型分类，给各机型AAP配备一台专用的检测设备，用以模拟飞机显示控制管理处理机、视频控制板、视频录像机、座舱电视传感器及飞机握杆、座舱照明控制盒、告警系统、非航空电子系统等设备与AAP进行通信、启动或关闭航空电子分系统，以此检查AAP的故障情况，判断其性能是否符合要求，并根据故障现象更换相应的故障元器件和装配件。然而，由于各机型AAP的组成、工作方式、输入/输出信号类型和数量、实现功能等有相同或不同之处。若为每个机型的AAP都配备一台专用的检测设备会造成装备保障设备摊子大、效率低、消耗资源多的情况。

2总体设计

2.1设计分析

对多型号的AAP供电电源、输入/输出信号、通信方式等接口进行统计和归纳可知:1)AAP的工作电源主要包括28VDC、24VDC、12VDC、5VDC、115VAC、5VAC等10路供电电源;2)AAP一般采用光电隔离电路、控制电路、ＲS－422差分电路实现对离散量的采集，能够接收到其他部件或外部系统发送的离散量信号，具有缓冲滤波和防干扰的能力。输入信号包括非航电信号、视频控制板的视频通道选择信号、视频录像机工作状态信号、座舱电视传感器状态信号、飞机握杆操作信号、惯导工作模式选择信号、显示器亮度控制信号、灯测试及日夜控制信号、键盘扫描及编码信号等.

2.2输入模块设计

输入模块主要用于采集AAP输出的32路通断信号、8路12V/悬空信号、8路9V/悬空信号、4路ＲS－422电平信号、16路28V/悬空信号以及24路28VGND/悬空信号。由MAX232、单片机89C51、数据选择器74LS151、总线收发器74LS244、集成光耦TLP521等模块组成。单片机89C51采用轮询方式检查P0口和P1口是否有信号输入，当检测到P0口有信号输入时，数据选择器74LS151通过7路控制信号选择有信号输入的总线收发器74LS244。若输入信号为通断信号，单片机直接通过P0口对输入总线收发器中的32路通断输入信号进行采集;若输入信号为12V/悬空、9V/悬空或ＲS－422电平信号时，输入信号需通过集成光耦TLP521，输入至总线收发器以供单片机采集。

2.3通信模块设计

通信模块主要用于实现3路ＲS－422半双工/全双工接口功能，由PC104的扩展串口COM4对其进行控制。包括89C51单片机、MAX232、复杂可编程逻辑器件CPLD1/CPLD2、转换模块UT－202以及89C2051单片机等。采用半双工工作方式时，由通信模块与AAP进行数据交换，单片机89C51通过4路控制线对CPLD1进行控制，在半双工通信方式下选择某一路2051模块(本设计最多可扩展8路89C2051模块)。通过6路地址线对24路中断和8路复位信号进行选择，控制相对应的2051模块。8路数据线作为公共数据总线分别连接至8个89C2051模块。通信内容通过CPLD1经MAX232和UT－202转换模块输出3路ＲS－422信号与AAP进行通信;同时将与AAP通信的串口数据通过CPLD1经MAX232回传至PC104的扩展串口COM1－COM3，供PC104及检测软件监控和解析。

结语

本文首先对各机型AAP的基本组成、工作原理、主要功能、修理分级与修理现状进行了简单的阐述和总结。针对现阶段AAP修理摊子大、效率低、消耗资源多的情况，创新性地对机载航空电子启动类装置通用检测平台进行了预研。搭建了通用检测平台总框图，并对通信模块、输入模块、输出模块、电源控制模块进行了详细的设计和分析。运用maxplus2对各模块中几个主要的逻辑电路进行仿真和分析，理论上实现了AAP通用检测平台的功能，对现实中机载航空电子启动类装置通用检测平台的设计与实现具有一定的理论指导意义。

参考文献:

［1］GJB5548－2006．机载航空电子启动装置通用规范［S］．

［2］樊昌信，曹丽娜．通信原理［M］．北京:国防工业大学出版社，2006．

［3］韩庆瑶，陶善宏，向玲，等．单片机原理及应用［M］．北京:中国电力出版社，2013．