摘要：為了適應外場裝備檢測裝置的需求，以某型自行火炮的隨動系統為例，基于PC104嵌入式控制總線的高效數據傳輸特點，采用SCM/LX -3160主板和ADT620、CDT2000數據采集板，完成數據采集與轉換的硬件配置。并把處理后數據通過Visual C++軟件開發工具進行實時顯示，確定隨動系統的工作狀態。應用結果表明，該性能檢測系統攜帶方便，能實時采集信號，并對信號進行準確的分析處理，具有較高的實時性和穩定性。

隨動系統又稱為伺服控制系統，在誤差允許的范圍內，隨動系統的輸入信號通過反饋校正電路，實現對輸出信號的控制。在航空、軍用裝備和工程建設中，隨動系統具有舉足輕重的地位。如雷達的距離跟蹤系統，火炮目標跟蹤瞄準系統，各種導彈的自引系統等。隨著武器裝備系統智能化的提高，隨動系統的結構也越加復雜、精密，它運轉的穩定度是武器裝備系統卓越性能評價的重要參考指標。武器裝備常用于外場工作，因此隨動系統的性能檢測設備必須精確、輕巧、便于攜帶。

1 PC104嵌入式系統

PC104是嵌入式計算機的一種，它的片外總線接口是PC104總線。數個PC104板卡可以通過堆疊方式組合到一個大小合適的機箱中，并采用螺栓固定。這樣系統安全、牢固，抗噪聲性能好，即使在惡略的環境中也可以有出色的表現。PC104嵌入式系統具有功耗低，效率高，體積小，可擴展等優點，因此在航空航天、軍用武器裝備、工業控制等領域有著廣泛的應用。

在對武器裝備進行測試維護時，經常對設備中的各類信號進行實時的采集、處理與分析，從而對武器裝備的工作狀態做出判斷，及時了解武器的性能。以往的檢測系統比較笨重，攜帶不便，很難應用于野外工作的需要。同時，受外界多種噪聲的影響，動態信號的采集存在較大的誤差，且缺少人機交互環節。因此，精確性高且便于攜帶的實時檢測系統受到人們的廣泛關注。因此，本文設計了基于PC104總線的性能檢測系統，憑借PC104板卡的高速處理能力完成用戶對隨動系統的實時信號的監測。

2 性能檢測系統的總體設計

設備在運轉時產生的工作狀態信號是衡量其工作性能的重要參數。性能檢測系統必須實時采集設備的工作狀態信號，并能及時做出分析和判斷，這些工作狀態信號引出后，不能影響隨動系統的正常工作，并且性能檢測系統要與隨動系統工作同步。信號由專用電纜引出后，經信號調理設備進行預處理，再接入性能檢測系統。本文設計性能檢測系統是集數據采集和數據分析為一體的自動化設備，具有高效的現場實時數據采集、處理的功能。由快速運算的CPU模塊，精確地數據采集卡和高效的數據處理分析軟件組成，硬件平臺采用PC104板卡搭建。在軟件實現上，操作系統采用性能穩定并具有良好的人機交互的Windows系統，并采用跨平臺VisualC++開發數據分析及處理的應用軟件，Visual C++提供跨平臺的應用程序框架MFC。

3 硬件平臺的實現

硬件環境的設計以PC104板卡作為基本組件，包括CPU、模擬采集卡、數字采集卡。這些板卡通過PC104總線連接，采用標準的固定孔將這些固定在封閉的機箱中，形成堆疊式的緊湊結構，并具有良好的抗噪聲性能，硬件設計電路圖如圖1所示。

3.1 硬件選型

3.1.1 CPU主板

CPU主板采用盛博SCM/LX-3160(圖2)。SCM/LX-3160是一款高性能的“ALL IN ONE”PC104巾央處理器。CPU采用AMD Geode LX800，工作主頻可以達到500 MHz，具有128KB一級高速緩存和128KB二級高速緩存。與PC/AT標準完全兼容，并遵從PC/104標準。在PC機上運行的眾多軟件全部能在以SCM/LX-3160為控制核心的嵌入式計算機系統中運行，這也為簡化應用軟件的設計，提高程序的可移植性。在SCM/LX-3160主板上集成了鍵盤，鼠標、USB 2.0、串口、并口、2個10/100BaseT以太網平板顯示等接口，在其狹小的極小空間里實現PC機幾乎所有的功能。根據工程的需要.在SCM/LX-3160可以擴展不同的板卡，用戶很容易實現嵌入式系統的需求。

3.1.2 模擬量采集卡

模擬量采集卡選用的是高功效的ADT620(圖3)。ADT620是基于PC104總線的擴展板，實現對模擬信號的采集。通過PC104總線可將其與盛博SCM/LX-3160構成一個高性能的數據采集與控制系統，適用于結構緊湊、穩定性高的嵌入式應用。該擴展板具有八/十六個單端模擬輸入通道，12位的20微秒或10微秒A/D變換器，±5 V、±10 V或0～+10 V模擬輸入量程，支持C語言等特點。ADT620根據其特點最多可采集十六個單端模擬輸入信號，并將這些模擬信號變換成8位或12位的數字量，然后送到總線上，讀入存儲器中。信號的量化轉換是由一個12位的逐次逼近式的變換器來實現的，高性能的變換器以及在其前的高速采樣一保持放大器可以保能將動態輸入的模擬信號精確地數字化。

3.1.3 數字量采集卡

數字信號采集卡選用CDT2000(圖4)。CDT2000也是基于PC104總線的擴展板，實現對數字信號的采集。與IBMPC兼容盛博SCM/LX-3160構成高性能的數字信號采集控制系統。模塊結構緊湊，非常適合便攜式應用。該擴展板具有獨立的16位8 MHz計數器/定時器，48通道基于TTL或CMOS的可編程數字量I/O，支持C語言等特點。CDT2000供電電壓僅需5 V，48個數字量I/O通道可以直接與外部信號輸出設備連接，在設定的范圍內直接感知開關的閉合、數字事件的觸發或固態繼電器的動作。這樣，不需要擴展外圍復雜的電路，簡化了系統硬件平臺的設計。

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