航电通用测试设备调试盒的制作方法

本发明属于航空电子技术领域，涉及一种能实现对多种显示控制系统进行测试的航电通用测试设备调试盒。

背景技术：

随着航空工业的飞速发展，各种型号、功能的飞机项目日增多，尤其是过去的单一功能的芯片逐步由多功能、高性能的芯片所取代，产品的集成度变高给调试产品的集成化和通用化创造了有利的条件。目前，国内采用传统调试方法是针对项目定制特定的调试设备，然后连接上专用的调试计算机进行调试与软件加载，具体为，使用独立的外部调试设备、开发专用的测试程序进行分别测试，这种传统方法存在以下弊端：对于不同的项目产品需定制专用的调试设备、开发专用的测试程序，且兼容性较差，增加重复开发工作。

技术实现要素：

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种航电通用测试设备调试盒，将机载航电产品的测试需求进行集成，减少重复性工作，增加测试调试设备的兼容性，提高调试设备的便携性，可做到多项目共用设备。

本发明的发明目的通过以下技术方案实现：

一种航电通用测试设备调试盒，包含主控板，主控板包含主控cpu、继电器矩阵切换电路、gpios扩展电路；

主控cpu接收pc端发出的切换信号，根据切换信号控制gpios扩展电路对继电器矩阵切换电路进行切换，为被测产品建立所需的测试通道。

依据上述特征，继电器矩阵切换电路根据gpios扩展电路的控制将被测产品输出的10路以太网信号切换成2路输出给pc端。

依据上述特征，继电器矩阵切换电路根据gpios扩展电路的控制将被测产品输出的10路rs232信号切换成2路输出给pc端。

依据上述特征，继电器矩阵切换电路根据gpios扩展电路的控制为被测产品提供10路io信号输出。

依据上述特征，继电器矩阵切换电路根据gpios扩展电路的控制为被测产品提供10路reset信号输出。

进一步，主控板还包含adc采样接口电路，所述航电通用测试设备调试盒还包含lcd显示屏，adc采样接口电路对被测产品输入进来的5路电源进行调理，主控cpu对调理后的电源进行采样、计算，并在lcd显示屏中显示出来。

本发明的有益效果在于：

本发明提出的集成航电通用测试设备调试盒，通过使用本发明的通用调试设备设计方案，可提供一种集成化的调试设备架构，支撑不同项目中的各类产品的地面调试，使不同的项目只需使用同一个调试盒，匹配相对应的调试电缆，按照模板编写相对应项目的调试操作软件即可，然后在pc端打开对应的调试软件，大大提高了调试设备的通用性，可满足航电产品的调试需求，大大提升资源利用率。

附图说明

图1为航电通用测试设备调试盒与被测产品、pc端连接的示意图；

图2为航电通用测试设备调试盒的组成框图；

图3为电源模块的组成框图；

图4为主控cpu内部电源的框图；

图5为11路以太网输入切换成3路以太网输出的电路示意图；

图6为10路rs232输入切换成2路rs232输出的电路示意图；

图7为10路io信号输出的电路示意图；

图8为10路reset复位信号输出的电路示意图；

图9为5路电源电压输入采样电路的系统框图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。

一、组成

如图1、图2所示，航空通用测试设备调试盒由lcd显示屏、航空插座转接板、主控板等组成，“主控板”由：主控cpu、ddr2sdram、nandflash、电源电路、lcd屏显示接口电路、gpios控制电路、继电器矩阵切换电路，adc采样接口电路以及各种接口插座等组成。pc端通过rs232、usb、rj45和主控cpu通讯，通过gpio接口电路控制继电器矩阵切换电路的切换，切换后的信号通过主控板的插座和pc端连接、调试。对于输入进来的5路电源经过adc采样接口电路调理后，输入到主控cpu去采样，采样值与切换状态信息，都会显示在lcd屏上。

二、各组成单元设计

1、电源模块

如图3、图4所示，航空通用测试设备调试盒的电源输入为7v～32v范围的直流电源，标配12v@3a。在设备内部通过dc/dc电路转为直流5v@5～6a输出，供主控板使用。

板内所需的3.3v(gpio及其它电路供电电源)、1.8v(ddr2sdram电源)、1.45v(cpucore电源)等电源由5v电源通过dc/dc变换而来，3.0v由3.3v通过ldo变换而来。

5vto3.3vdc/dc电源：要求输出：3.3v±10％，能输出电流0.5a即可。

3.3vto3.0vldo电源：要求输出：3.0v±10％，能输出电流0.1a即可。

5vto1.8vdc/dc电源：要求输出：1.8v±8％，能输出电流1a即可。

5vto1.45vdc/dc电源：要求输出：1.45v±5％，能输出电流1a即可。

2、输入、输出接口

1)rs232

该航空通用测试设备调试盒定义有对外的rs232的接口，该接口在主控板内与主控cpu连接，对外与pc端连接。串口设置：

波特率：115.2kbps

起始位：1位

数据位：8bit

奇偶校验：无

停止位：1位

数据流控制：无

2)usb2.0otg接口

航空通用测试设备调试盒有1个usb2.0otg接口。

usb2.0otg接口使用标准双层usbatype插座的底层插座；板上另外还设计有2pin2.0mm间距的单排针，可以跳线来设置usbotg主从设备设置，如果该单排针跳线短路的话，usbotg被设置为usb2.0host接口功能：支持u盘、usb移动硬盘、usb键盘、usb鼠标；如果该单排针不跳线的话，可以把该usb2.0otg接口设置为usb2.0device功能，此时该usb口可以和pc连接，通过pc更新板上程序和其它内容。

usb接口4pin插座信号定义：pin1:vbus、pin2:dm、pin3:dp、pin4:dgnd(信号地)

usbid信号可以通过板内跳线来设置高低电平：跳线短路后，usbid信号为低电平，usbotg被设置为usbhost功能，不跳线usbid信号为高电平，usbotg被设置为usbdevice功能。

3)usb1.1host接口

航空通用测试设备调试盒有1个usb1.1host接口。

usb1.1host接口使用标准双层usbatype插座的上层插座；支持u盘、usb移动硬盘、usb键盘、usb鼠标。

usb接口4pin插座信号定义：pin1:vbus、pin2:dm、pin3:dp、pin4:dgnd(信号地)。

4)物理接口

199pin航空插座。

pc端rj45接口。

pc端usb接口。

pc端rs232接口。

3、主控板

由如下功能电路组成：arm主控cpu、lcd屏接口电路、继电器矩阵切换电路、gpios扩展电路、adc采样接口电路、插座接口电路等。实现的功能有：

11路以太网输入切换、选择3路以太网输出，如图5所示；

10路rs232输入切换、选择2路rs232输出电路，如图6所示；

10路io信号输出电路，如图7所示；

10路reset复位信号输出电路，如图8所示；

5路电源电压输入采样电路，如图9所示。

其中，继电器矩阵切换电路实现的功能有：

10路输入的以太网信号任意切换到2路输出：每路以太网信号由4对差分信号对组成，信号分别为：ethn_a1±、ethn_b2±、ethn_c3±、ethn_d4±，总共10路输入，由双刀双掷的继电器矩阵切换电路可以把10路输入的以太网信号任意切换为2路输出，为了实际能够使用，输出的2路不能切换到同一路输入信号。切换信号由pc端通过控制端口(rs232、usb或以太网)发送命令给主控cpu，主控cpu通过gpios扩展电路来控制继电器矩阵切换电路一组一组的切换。以太网信号无对应的信号地，可以有屏蔽地，被测产品端的屏蔽地和pc端的屏蔽地通过本通用调试盒设备的机壳短路在一起。

10路输入的rs232信号任意切换到2路输出：每路rs232信号由rs232_n_rxd、rs232_n_txd、rs232_n_gnd组成，总共10路输入，由双刀双掷的继电器矩阵切换电路可以把10路输入的rs232信号任意切换为2路输出，为了实际能够使用，输出的2路不能切换到同一路输入信号。切换信号由pc通过控制端口(rs232、usb或以太网)发送命令给主控cpu，主控cpu通过gpios扩展电路来控制继电器矩阵切换电路一组一组的切换。每路rs232信号对应的信号地，在主板板中相互独立，也不和主控板的信号地连接短路在一起，如果输出的2路串口都和pc连接在一起的话，则被测产品输出的rs232信号地在pc端间接的被短路在一起。注：rs232信号无屏蔽地。

支持10路io信号输出：每路io信号由io_n_pwr、io_n_output、io_n_gnd组成，其中：io_n_pwr和io_n_gnd为io功能输入的电源和地，io_n_output信号为输出的io控制信号，总共10路输出，由双刀双掷的继电器矩阵切换电路可以把10路io输出信号各自单独的切换到对应的输入的io_n_pwr和io_n_gnd上或切到悬空的高阻状态上去(io_n_output信号如果是高阻态时，io_n_output信号可以被外部产品上拉或下拉)。切换信号由pc端通过控制端口(rs232、usb或以太网)发送命令给主控cpu，主控cpu通过gpios扩展电路来控制继电器矩阵切换电路的切换。每路io信号对应的电源，在主板板中相互独立，也不和主控板的5v电源连接短路在一起，每路io信号对应的信号地，在主板板中相互独立，也不和主控板的信号地连接短路在一起。注：io信号无屏蔽地。

支持10路reset信号输出：每路reset复位信号由rst_n_output、rst_n_gnd组成，总共10路输出，由双刀双掷的继电器矩阵切换电路可以把10路reset输出信号各自单独的切换到对应的输入io_n_gnd上或切到悬空的高阻状态上去

(rst_n_output信号如果是高阻态时，rst_n_output信号可以被外部产品上拉或下拉)。切换信号由pc端通过控制端口(rs232、usb或以太网)发送命令给主控cpu，主控cpu通过gpios扩展电路来控制继电器矩阵切换电路的切换。每路reset信号对应的信号地，在主板板中相互独立，也不和主控板的信号地连接短路在一起。注：reset信号无屏蔽地。

支持5路电源输入采样、显示：被测产品输入进来的5路电源(含对应的电源地)：28v、+15v/+12v、-15v/-12v、+5v、-5v(注：这些电源地在本通用地面调试盒中和调试盒的信号地及电源地短路连接在一起)，通过电压调理接口电路调理成cpuadc可以接收的电压电平，被cpu采样、计算并在lcd显示屏中显示出来。

三、软件设计

该航电通用测试设备调试盒的配套软件，有主控板的嵌入式软件和pc端的控制软件。主控板的嵌入式软件负责从usb、以太网或rs232等通讯通道接收pc端下发的控制指令，来切换继电器矩阵切换电路，达到客户所需的测试通道的选择的功能，调试盒同时可将各状态信息显示在lcd屏上。pc端的软件负责与客户交互，提供操作界面ui给客户，根据客户的操作结果生成对应的控制命令，通过usb、以太网或rs232下发到设备，接收设备的反馈和状态信息，并显示在ui界面中，配置参数可以保存在单独的配置文件中被以后调用。

软件编程语言为c/c++。

1、软件组成，见表1所示

表1

2、“主控板”内嵌的嵌入式软件的主要技术要求

运行环境：嵌入式linux

主要功能：

具有bit(buildintest——自检测)功能，bit结果通过通讯口向pc端上报。

1)设备内置armcpu，可以通过嵌入在板卡内的嵌入式程序控制板卡的运行。

2)上电可以自动加载上次的继电器配置信息，来控制继电器的开关闭合状态。

3)通过usb、以太网或rs232串口接收pc端的控制(配置)命令并执行，反馈回送设备的状态信息。

4)通过gpios口管理、控制个继电器的开关控制、按pc端的要求切换信号通道，控制状态反馈给pc端。

5)usb、以太网及rs232串口驱动程序。

6)adc采样，采样信息在lcd屏显示出来，采样信息上报到pc端去。

7)ddr2内存的读写操作。

8)lcd屏显示操作、按键显示翻页操作

9)其它

3、通用地面调试盒的windowsos中的usb/以太网/rs232驱动及通讯软件的主要技术要求

运行环境：winxp/win7系统

主要功能：

1)usb驱动及通信软件。

2)以太网驱动及通信软件。

3)rs232串口驱动及通信软件。

4)其它

4、pc端上的通讯协议demo软件

运行环境：winxp/win7系统

主要功能：

pc通过各通讯通道，按通讯协议发送各种命令，控制设备的继电器切换以及读取设备的各种状态信息。

5、通用地面调试盒配套的pc端上的用户操作ui界面，控制操作demo软件

运行环境：winxp/win7系统

主要功能：

1)用户ui操作界面。

2)操作界面和操作流程转换为控制指令下发到设备端。

3)从设备端读取状态并在pc端的用户操作ui界面中显示出来。

4)demo软件为软件开发例程，功能软件实例，实际软件由客户自行详细设计。

四、软件开发环境

开发平台软件开发环境如下：

1)计算机：高性能x86计算机，内存：2gb/4gb，硬盘。

2)操作系统：windowsxpsp3或win7

3)c/c++编译器、调试器(vc、vb)

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。