井维
（中国电子科技集团公司第二十研究所，陕西 西安 710068）
【摘要】为了提高MLS接收机测试工作效率和可信度，提出了基于GPIB的MLS接收机自动测试系统的设计方法，并给出了该系统的硬件组成和软件设计。实际测试表明，该系统有效地提高了MLS接收机测试效率和准确性。
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关键词 通用接口总线；MLS接收机；自动测试系统
0引言
微波着陆系统（MLS）属于机上导出引导数据的精密引导系统， 它由地面台和相应的机载接收机两部分组成。
MLS接收机的完整测试包括了总线功能和测试精度两方面共九个项目的测试，测试指标参数多达上百个。在传统的接收机测试中，直接对测试仪表进行人工手动操作、数据记录等，由于需要测量的指标参数多，该方法在使用的过程中工作量大、测试速度慢，而且测量的结果受人为因素的影响，已经不能适应实际测试的需求。因此，本文提出了一种基于GPIB的MLS接收机自动测试系统的设计,该系统可以由计算机控制自动完成对接收机的总线功能和测试精度的检测。该系统具有稳定性高、人机界面友好、操作使用方便等优点。
1GPIB总线概述
通用接口总线(GPIB总线)是一种数字化并行总线,共有24根,包括16根信号线、8根地线。16根信号线分为3组：第一组是8根双向数据线，用于传输数据，命令或状态字。第二组是5根接口管理线，用于控制总线进程，起总线指挥作用。最后一组是3根握手线，用于数据的通讯联络，保证数据的可靠传递。GPIB使用8位并行、字节串行、异步通信方式,所有字节通过总线顺序传送。总线上传递消息的逻辑电平为负逻辑的TTL电平,数据最高传输速率可达8Mb/s。
GPIB系统中的仪器分为3种:控者、讲者、听者。控者(计算机)控制总线,在总线上传送仪器命令和数据,它对各台仪器发送指令,决定讲者、听者的分配,分时控制每一台仪器完成相应的测试任务；讲者发送数据；听者接收数据。
2系统组成及原理
本系统采用的是典型的GPIB测量系统模式,即由主控计算机和3台GPIB仪器通过标准的GPIB电缆连接而成。系统由主控计算机来统一控制和管理,实现各设备自动化测试。MLS接收机自动测试系统结构框图如图1所示。
MLS接收机自动测试系统通过GPIB总线设置测试所需的模拟器参数，对接收机进行激励。测试台为自主研制的带有GPIB接口的设备，自动测试系统通过GPIB总线控制测试台，使测试台通过1553B总线、429总线对MLS接收机进行工作设置和数据读取，通过模拟电缆对MLS接收机的模拟信号进行读取，通过MLS接收机实时工作状态与标准值的对比进行测试结果的判定。测试台的另一个功能是给接收机供电。系统通过GPIB总线控制示波器来采集接收机实时波形信息反馈给主控计算机。
3系统硬件设计
主控计算机选择PC台式机，配备打印机以便进行测试表格的打印。主控计算机通过NI公司的USB-GPIB接口与仪器进行GPIB通信。接口配有专门的驱动程序,符合IEEE-488.2通信标准,最多可控制14台GPIB仪器，支持USB2.0全速传输12Mbyte/s，兼容USB1.1接口。选用USB转换GPIB型的接口盒，任何场所的计算机只要外接转换盒就可以当作主控计算机，而且支持即插即用和热插拔，方便快捷。主控计算机的GPIB地址设置为0。
模拟器选用标准MLS地面模拟激励源，其GPIB接口地址为4。测试台为自主研制的带有GPIB接口的MLS接收机专用测试设备，地址为16。示波器的GPIB地址通过菜单选择设置为1。
4系统软件设计
系统软件设计是MLS接收机自动测试系统的核心部分，主控计算机对模拟器、测试台以及示波器进行的所有操作都是通过软件实现的，以完成所有的测试参数配置，测试命令发送，测试数据采集和测试数据处理、输出功能。
4.1软件平台
软件平台是硬件平台和被测接收机的桥梁,是检测系统集成和测试程序开发的基础和系统实现的关键。本系统的软件设计采用了NI公司开发的面向计算机测控领域的LabWindows/CVI软件开发平台。该平台在C语言基础上,综合了图形化测试开发平台和标准化平台的优点,开发程序效率较高、可靠性好。LabWindows/CVI有大量成熟的数据分析处理模块单元,界面设计比较灵活,可以满足测试系统软件开发的要求。
本系统的软件设计采用了LabWindows/CVI提供的多线程设计方法，有效的提高了软件的运行效率。多线程是指操作系统支持一个进程中执行多个线程的能力。当一个线程等待用户响应或大量计算结果时，另一个线程可以进行其他处理，使得进程总处于运行状态，随时进行响应，从而提高系统的响应效率。LabWindows/CVI提供了两种在次线程中运行代码的高级机制，分别是线程池和异步定时器。线程池适用于需要不连续的执行或在循环中执行的任务，而异步定时器适用于在固定时间间隔内执行的任务。本设计采用线程池的方法进行多线程控制。
4.2软件的主要组成
为了便于软件的维护与扩展，MLS接收机自动测试系统采用软件模块化设计思想。软件主要由4大模块组成，分别是系统初始化模块、自动测试模块、手动测试模块、信号波形显示模块。
系统初始化模块包括初始化仪器以及GPIB板，并进行主控计算机与仪器的GPIB连接通信,通过LabWindows/CVI提供GPIB/GPIB488．2函数库对模拟器、测试台和示波器进行控制，完成相应的测试并通过仪器测试所需的数据。
测试模块是根据MLS接收机所提供的测试内容开发的软件模块。它分为自动测试模块、手动测试模块、波形显示模块。MLS接收机的九个测试项目分别封装为九个小模块。在自动测试方式下对九个测试项目模块进行串行调用，每个测试项目依次进行，项目测试过程及结果在测试界面实时显示，当测试结果出现异常时进行报警并停止测试。手动测试模块允许操作者根据需要任意选择项目进行测试。全部测试完成后根据预先设置进行测试结果表格打印并记录测试结果。信号波形显示模块完成对MLS接收机的模拟信号及429信号波形的实时显示，并计算其频率和电压伏值。
MLS接收机自动测试系统软件整体架构如图2所示
软件采用模块化设计,形成相互独立的、具有一定功能的软件单元,它们之间通过接口进行交互,利用消息发送方式对模块进行激活。
4.3软件实现
主程序通过调用GPIB接口子程序完成系统的初始化，建立主控计算机与模拟器、测试台和示波器的GPIB通信，然后在主界面进行测试项目的选择，在测试子程序下进行模拟器、测试台以及示波器参数的设置，驱动模拟器、测试台以及示波器，完成对接收机的测试。自动测试系统主界面如图3所示。
如果在主界面选择自动测试，选择接收机的型号和填写编号后，程序自动执行。自动测试界面如图4所示。
若对某项性能指标存在疑问，或者是对某项指标的性能感兴趣，就可以选择选择手动测试，进而选择对应的测试模块，进行专门测试。手动测试界面如图5所示。
5结束语
MLS接收机自动测试系统已经投入接收机的生产测试使用，实践表明，该系统减轻了试验人员的工作负担，减小了人为误差，极大的提高了工作效率，对接收机的性能评估有着重要的意义。
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参考文献
［１］王婷婷,王俊.基于GPIB的自动测试系统设计[J].电子测术,2007,30(5).
［２］张焕林,穆建成.基于GPIB 技术的自动测试系统设计[J].传感器与仪器仪表,2005,21(5).
［３］谢冰,郑宾.基于LabWindows/CVI的引信自动测试系统设计[J].虚拟仪器技术,2013,1(2).
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