CN104296605A - 一种基于fpga的中小型火箭地面发射控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明一种基于FPGA的中小型火箭地面发射控制装置，包括主控计算机，地面控制盒，以FPGA为核心的信号调理控制机箱和弹上设备；主控计算机通过RS422通信接口接收和反馈信号；地面控制盒用于系统的硬件控制；信号调理控制机箱包括PCB板和电源组合；PCB板包括以FPGA为核心的电平隔离转换电路，上电时序控制电路，电压AD采集电路，RS422隔离转换电路，RS422中继电路和总供电电路中的电平转换电路及相应的滤波电路。弹上设备包括弹上配电器，弹上电池组合和弹上电气设备；要实现的功能有弹上设备地面供电、弹上电池激活、转电、断电、泄压阀门控制及点火控制；该装置具有安全、可靠、成本低、开发周期短，速度快、效率高、实时性强等特点。

Description

一种基于FPGA的中小型火箭地面发射控制装置

技术领域

本发明属于地面测试发射控制技术领域，具体涉及一种基于FPGA的中小型火箭地面发射控制装置。

背景技术

FPGA(Field－Programmable Gate Array)，即现场可编程门阵列，它是在PAL、GAL、CPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。它是作为专用集成电路(ASIC)领域中的一种半定制电路而出现的，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。

地面发射控制系统是飞行器控制系统的重要组成部分，具有在飞行器测试过程中保护弹上设备、在发射前进行系统状态设定以及发射点火控制等功能，其性能直接决定了该飞行器的飞行效果。同时，作为飞行器地面发射控制装置，要求其具有较高的可靠性、实时性、安全性等特点，从而保证飞行器的顺利发射和人员安全。

现有的飞行器地面发射控制系统结构复杂，体积较大，不易移动，不能适应机动发射的条件，在专利公开号CN102042122A的《便携式火箭发动机地面试验测量与控制系统》中介绍的火箭发动机地面控制系统，主要针对无制导系统火箭实现了火箭发动机地面试验过程中的压力、温度、推力等试验参数的采集，但对具有制导系统的火箭进行弹载控制系统检测控制、弹上电气系统状态监控、弹上设备供电时序控制、发动机控制、安全控制、系统数据传输隔离控制等控制功能并不完善，且由于采用NIUSB数据采集和控制卡，难以对目标进行可靠的远程控制。

发明内容

本发明的目的是为了解决传统发射控制系统体积大、测试功能单一、效率低、信号间干扰大、测试精度差等问题，提出一种基于FPGA的中小型火箭地面发射控制装置。

一种基于FPGA的中小型火箭地面发射控制装置，包括主控计算机，地面控制盒，以FPGA为核心的信号调理控制机箱和弹上设备。

其中，主控计算机包括人机交互界面和CP-134U-I/DB9M板卡，通过RS422通信接口接收和反馈信号，实现人机交互；地面控制盒主要包括两个硬件开关S1和S2，用于系统的硬件控制；信号调理控制机箱包括PCB板和电源组合；PCB板包括以FPGA为核心的电平隔离转换电路，系统复位电路，上电时序控制电路，电压AD采集电路，RS422隔离转换电路，RS422中继电路和总供电电路中的电平转换电路及相应的滤波电路；电源组合在发射前为弹上设备提供地面供电。弹上设备包括弹上配电器，弹上电池组合和弹上电气设备；要实现的功能有弹上设备地面供电、弹上电池激活、转电、断电、泄压阀门控制及点火控制。

主控计算机通过RS422中继电路与弹上电气设备实现RS422通讯，完成对弹上电气设备的监测和电气系统的状态监控。

PCB板中FPGA采用XC3S250E-5TQ144C芯片，通过ADM2582芯片接收主控计算机的指令并解析，通过以74LVC164245芯片为核心的电平隔离转换电路完成对外围控制电路的驱动，实现相应的控制任务；系统复位电路主要由芯片LTC2904/5完成，能够在系统上电瞬间产生复位信号，完成对XC3S250E-5TQ144C芯片的复位功能。

上电时序控制电路采用以XC3S250E-5TQ144C为主控芯片，主要由AQY275和AQY282芯片组成，通过主控计算机向FPGA发送弹上设备地面供电、弹上电池激活、转电、断电、开启泄压阀门输出以及点火输出的控制指令，FPGA对指令进行解析后，通过外围控制电路，完成相对应的功能。

电压AD采集电路主要由光耦继电器组、RC滤波电路、运放、AD采集芯片、电平隔离转换芯片组成；以AD7895-10采集芯片为核心，包括AQY215芯片、TL061BCD芯片、ADR381芯片和ADuM1412芯片，完成对弹上电池的输出电压的采集功能；光耦继电器采用AQY282芯片；

具体是由主控计算机向FPGA发出弹上电池电压采集指令，通过FPGA控制光耦继电器组的通断把待测电池电压引入采集电路，通过控制AD采集芯片完成对待测电压AD转换，并把采集结果输出给FPGA，FPGA把采集结果通过RS422总线送给主控计算机显示，完成对弹上电池电压的AD采集和显示。

RS422中继电路共两路，分别采用不同的设计方案。第一种RS422中继电路设计方案采用以MAX490和ADuM1201芯片为核心，第二种RS422中继电路设计方案采用以MAX490、ADuM2582芯片为核心。两种方案都无须主控芯片参与，能够由硬件自动完成主控计算机与弹上设备的RS422通信转接，实现主控计算机与弹上电气设备的通信。

RS422隔离转换采用74LVC164245、74LVC4245芯片，完成对FPGA与外围电路的隔离，以及3.3V与5.0V的电平幅值转换的功能，实现FPGA对外围控制电路的驱动，减小外电路对FPGA的干扰。具体为初始时刻，FPGA控制相应的IO口输出为高电平(3.3V)，通过隔离转换芯片74LVC164245后把电压幅值转换为5.0V；当FPGA控制相应的IO口输出为低电平时，通过隔离转换芯片74LVC164245后把FPGA的IO低电平转换为5.0V对应的低电平电压，达到对上电时序控制电路、AD采集电路中继电器的通断控制；另外，外围电路需要把电平信号送给FPGA时，通过74LVC4245芯片完成对外围电平信号的隔离及幅值转换，然后送给FPGA。

总供电电路中的电平转换电路主要由芯片VRB2405-10WR2、TPS70345PWP、TPS79325DBV组成，完成了一次电源(28V)到5V，5V到3.3V、2.5V、1.2V的电压信号的转换，能够顺利的为FPGA及外围电路供电，而相应的滤波电路主要采用电容并联的方式完成，能够有效的稳定供电信号，减小干扰。

电源组合主要是指地面供电电源、电池激活电源、地面点火电源的组合，通过FPGA对各个电源的控制，主要完成地面供电、电池激活以及地面点火输出的功能。具体指主控计算机发地面供电、电池激活、地面点火指令时，FPGA控制上电时序电路开启地面供电电源、电池激活电源、地面点火电源的输出，完成地面供电、弹上电池激活以及地面点火发射的功能。

地面控制盒主要由两个硬件开关组成，通过闭合相应的开关，可以控制FPGA实现弹上泄压阀开启和地面全断电的功能。

本系统采用双路冗余进行泄压阀门的开启：1)操作人员通过主控计算机发出开启泄压阀门输出指令完成对泄压阀的控制；2)通过手动控制盒上泄压阀门开关完成对泄压阀门的控制。

关闭手动控制盒上的泄压阀控制开关S1，同样为双路冗余的设计，一路开关信号经过74LVC4245送给FPGA，由FPGA控制上电时序控制电路开启泄压阀门，另一路开关信号直接控制上电时序控制电路开启泄压阀门。保证了泄压阀门的可靠开启，保证了安全。

本发明的积极效果在于：

1、一种基于FPGA的中小型火箭地面发射控制装置，全部功能由FPGA主动完成，无需人为干预，实现全智能化控制，具有体积小、开发周期短、速度快、效率高、安全、可靠、可扩展性好、实时性强等特点。

2、一种基于FPGA的中小型火箭地面发射控制装置，实现了内部供电电源的隔离，数字电路与模拟电路的隔离，各路RS422通信的隔离，互不干扰，提高了信号的质量，且添加了滤波电路，增加了系统的可靠性。

3、一种基于FPGA的中小型火箭地面发射控制装置，能够实现对弹上设备的地面供电，且供电时序可控，在准备发射时可以通过主控计算机激活弹上电池，转弹上电池供电，一旦出现紧急情况，可以通过主控计算机切断弹上供电，硬件或者软件开启弹上高压气瓶的泄压阀门，硬件或者软件开启地面电源全断电，解除发射。

4、一种基于FPGA的中小型火箭地面发射控制装置，与主控计算机采用RS422的通讯方式，可以实现信号的远距离可靠传输，达到安全控制的目的。

5、一种基于FPGA的中小型火箭地面发射控制装置，实现了主控计算机与弹上设备的422远距离通讯转接，能够对弹上设备状态进行实时监控，各路422信号相互隔离，互不干扰，保证了通讯的可靠性。

6、一种基于FPGA的中小型火箭地面发射控制装置，实现了对弹上供电电池组电压的监测，监测弹上各个供电电池是否输出正常。

7、一种基于FPGA的中小型火箭地面发射控制装置，测试完成后，确认一切正常，可以通过主控计算机开启一键倒计时点火命令，在倒计时点火过程中，FPGA开始采集导弹在位信号，以确定导弹的状态，当检测到在位信号消失时，说明导弹已经飞离发射架，完成发射任务。

8、一种基于FPGA的中小型火箭地面发射控制装置，通用性好，可以通过编程修改FPGA内部硬件结构，使本控制系统应用到不同的时序控制和具有制导系统的中小型火箭中。

附图说明

图1一种基于FPGA的中小型火箭地面发射控制装置的整体方框图；

图2一种基于FPGA的中小型火箭地面发射控制装置的AD采集电路原理框图；

图3一种基于FPGA的中小型火箭地面发射控制装置中总供电电路及FPGA的供电设计；

图4一种基于FPGA的中小型火箭地面发射控制装置的中FPGA控制电路及其电平隔离转换电路；

图5一种基于FPGA的中小型火箭地面发射控制装置的上电时序控制电路中地面供电、电池激活、转电和断电控制电路图及地面供电电源组合遥控电路原理图；

图6一种基于FPGA的中小型火箭地面发射控制装置的中电池电压AD采集电路原理图；

图7一种基于FPGA的中小型火箭地面发射控制装置的中开启泄压阀门输出控制电路图；

图8一种基于FPGA的中小型火箭地面发射控制装置的中地面输出全断电控制电路图；

图9一种基于FPGA的中小型火箭地面发射控制装置的中地面点火发射控制电路图；

图10一种基于FPGA的中小型火箭地面发射控制装置的中XC3S250E外部时钟电路及复位电路图；

图11一种基于FPGA的中小型火箭地面发射控制装置的中XC3S250E程序烧写电路图；

图12一种基于FPGA的中小型火箭地面发射控制装置的中RS422隔离转换电路设计；

图13一种基于FPGA的中小型火箭地面发射控制装置的中以ADM2582为核心的RS422中继电路；

图14一种基于FPGA的中小型火箭地面发射控制装置的中以ADuM1201为核心的RS422中继电路。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作进一步说明。

一种基于FPGA的中小型火箭地面发射控制装置，如图1所示，包括主控计算机、地面控制盒和信号调理控制机箱，该装置与弹上设备共同组成地面发射控制装置。所述的弹上设备包括弹上配电器，弹上电池组合和弹上电气设备；弹上设备要实现的功能有弹上设备地面供电、弹上电池激活、转电、断电、开启泄压阀门输出及点火控制。

其中，主控计算机包括人机交互界面以及在其PCI插槽上安装的MOXA的CP-134U-I/DB9M板卡；地面控制盒主要包括两个硬件开关S1和S2，用于发射控制系统的硬件控制，保证发射控制系统的可靠性；信号调理控制机箱主要包括以FPGA为核心控制器的PCB板和电源组合。PCB板包括以FPGA为核心的电平隔离转换电路，系统复位电路，上电时序控制电路，电压AD采集电路，RS422隔离转换电路，RS422中继电路和总供电电路中的电平转换电路及相应的滤波电路；

主控计算机与调理控制机箱的通讯口连接，采用RS422通信接口实现主控计算机与调理控制机箱的通信和控制。

主控计算机通过4个RS422通信接口分别连接RS422隔离转换电路和RS422中继电路；RS422隔离转换电路连接以FPGA为核心的电平隔离转换电路；RS422中继电路通过RS422通信接口连接弹上电气设备；

地面控制盒的2个硬件开关S1和S2；其中S2的控制信息直接输出给以FPGA为核心的电平隔离转换电路；S1的控制信息通过硬件开关控制，分成2路信息分别给上电时序控制电路和以FPGA为核心的电平隔离转换电路。

信号调理控制机箱的具体连接关系如下：以FPGA为核心的电平隔离转换电路分别连接上电时序控制电路，电压AD采集电路和RS422隔离转换电路；上电时序控制电路分别与弹上配电器以及电源组合相连接，实现对弹上配电器的转电，断电，开启泄压阀门输出的控制；通过电源组合实现对弹上设备的地面供电，电池激活以及点火输出的控制；

电压AD采集电路同时连接弹上电池组合和FPGA为核心的电平隔离转换电路，通过FPGA将采集结果反馈给主控计算机。具体过程如下：

电压AD采集电路如图2所示，主要由光耦继电器组、RC滤波电路、运放、AD采集芯片、电平隔离转换芯片组成，具体过程如下：通过FPGA控制光耦继电器的切换，把多组弹上电池组合的电池电压信号先后引入电压AD采集电路，经过RC滤波电路进行滤波后，进入运放电路，由差分信号变为单端信号，进入AD采集芯片，FPGA通过电平隔离转换芯片控制AD采集芯片，完成弹上电池组合电压的AD采集，同时把采集结果反馈给FPGA，所有电压采集完毕后，FPGA统一把采集结果送给人机界面显示，完成弹上电池电压的采集。

一次电源给总供电电路中的电平转换电路及相应的滤波电路供电，电平转换电路及相应的滤波电路输出3路信息分别给上电时序控制电路，以FPGA为核心的电平隔离转换电路和RS422中继电路。

总供电电路的电压来源于信号调理控制机箱内独立为PCB板供电的+28V开关电源，通过电平转换芯片VRB2405-10WR2，转换为VCC信号，VCC信号可以为PCB板部分芯片供电，但是并不能直接为FPGA供电，需要设计相应的滤波电路，将VCC1V2信号、VCC3V3信号和VCC2V5信号过滤后共同为FPGA供电。

主控计算机的人机交互界面主要便于操作人员完成对发射控制系统的远距离指令控制，同时能够实时显示发射控制系统的状态；MOXA的CP-134U-I/DB9M板卡主要用于从主控计算机上分出4个RS422通信接口，用于接收和反馈信号；各个接口间严格隔离，互不干扰。

具体为：CP-134U-I/DB9M板卡通过其中3个RS422通信接口连接RS422中继电路，实现主控计算机与弹上电气设备的422通讯，完成主控计算机对弹上电气设备的监测和电气系统的状态监控；另外1个RS422通信接口连接RS422隔离转换电路，通过RS422隔离转换电路连接以FPGA为核心的电平隔离转换电路。

RS422中继电路的主要功能是完成对数据的重新发送或转发，扩大网络传输的距离，所以主控计算机通过RS422中继电路完成与弹上电气设备的远距离可靠RS422通信，监测弹上电气设备的状态和完成相应的控制任务。

地面控制盒主要包括两个硬件开关S1和S2，用于发射控制系统的硬件控制，保证发射控制系统的可靠性；为了保证发射控制系统的安全，在发射异常情况下，通过地面控制盒的硬件开关S1、S2完成对发射控制系统的安全控制。

S1主要用于弹上设备控制开启泄压阀门输出，具体操作为：当S1闭合时，通过硬件开关控制将一路信息直接送到上电时序控制电路完成弹上配电器泄压阀门的开启，另一路信息送到以FPGA为核心的电平隔离转换电路，FPGA接收到信息后，驱动上电时序控制电路，完成弹上配电器泄压阀门的开启任务，为双路冗余设计，保证弹上配电器开启泄压阀门输出的可靠性；S2主要用于地面输出全断电，当FPGA接收到S2的闭合信号时，FPGA禁止上电时序控制电路中除弹上配电器的开启泄压阀门输出以外的所有输出，同S1共同完成发射控制系统的安全控制任务，保证发射控制系统的安全可靠。

PCB板的主要功能为通过FPGA接收主控计算机的指令并解析，FPGA优选Xilinx公司的Spartan3E系列XC3S250E-5TQ144C作为主控芯片；通过电平隔离转换电路完成对外围控制电路的驱动，实现相应的控制任务；系统复位电路主要由芯片LTC2904/5完成，能够在系统上电瞬间产生复位信号，完成对XC3S250E-5TQ144C芯片的复位功能；电平隔离转换电路优选以74LVC164245为核心的芯片；所述的外围控制电路包括：上电时序控制电路和电压AD采集电路。

将74LVC164245芯片的配置完成后，通过主控计算机控制XC3S250E-5TQ144C芯片的IO口完成不同的任务，任务主要包括：控制弹上设备地面供电、弹上电池激活、弹上电池电压AD采集、转电、断电、地面点火和开启泄压阀门输出。电源组合的主要功能是在发射前为弹上设备提供地面供电，完成发射控制系统的状态测试及控制任务。

一种基于FPGA的中小型火箭地面发射控制装置的具体工作过程为：

1)主控计算机发出为弹上电气设备进行地面供电的指令，送给FPGA进行解析，相应引脚进行输出，通过电平隔离转换电路驱动上电时序控制电路，开启电源组合的地面供电电源，为弹上电气设备进行地面供电。

具体由主控计算机给FPGA发地面供电指令，FPGA收到指令后对指令进行解析，然后把相应的IO管脚输出为高电平，通过电平隔离转换芯片74LVC164245后输出给光耦继电器AQY282，AQY282由起始的导通变为不导通，地面供电电源的遥控开关有效，允许电源输出，完成弹上设备的地面供电。

2)主控计算机确认与弹上电气设备的通讯，通过RS422中继电路实现主控计算机与弹上设备的通讯；

3)确认无误后，主控计算机给FPGA发出电池激活指令，经过解析后输出高低电平信号给上电时序控制电路，输出遥控开关信号给电源组合，开启弹上电池激活功能；达到预定时间后，光耦继电器变为导通，激活电源遥控开关信号失效，激活电源无输出，送至弹上电池激活火工品，完成弹上电池激活的功能。

具体由主控计算机给FPGA发送弹上电池激活指令，FPGA收到收到指令后对指令进行解析，然后把相应的IO管脚置为高电平，经过74LVC164245输出到光耦继电器AQY282，此时AQY282由起始的导通变为不导通，激活电源遥控开关信号有效，允许激活电源输出，200ms后，FPGA重新把该IO管脚置为低电平，经过74LVC164245后输出到光耦继电器AQY282，AQY282由不导通变为导通，激活电源遥控开关信号失效，激活电源无输出，即主控计算机发送电池激活指令后，激活电源输出200ms的脉冲信号，送至弹上电池激活火工品，完成弹上电池激活的功能。

4)主控计算机给FPGA发出电压AD采集指令，经FPGA解析后传送给电压AD采集电路，依次完成对弹上电池电压的AD采集，并把采集结果送至FPGA反馈给主控计算机，完成对弹上电池组合的电压采集。

具体由主控计算机给FPGA发送弹上电池激活指令，FPGA对指令进行解析后，会依次驱动相应的IO口输出低电平，经过74LVC164245后输出给继电器组，由三个AQW215组成，三个AQW215依次导通，弹上三组电池电压依次引入AD采集电路，依次经过RC滤波电路后送至运算放大器，然后输出到AD7895-10芯片，由FPGA依据时序控制AD采集芯片，依次完成对弹上电池电压的AD采集，并把采集结果送至FPGA，FPGA把得到的结果一同通过RS422总线反馈给主控计算机，主控计算机对其进行显示，完成了弹上电池的电压采集。

5)由于飞行时，弹上电气设备采用弹上电池组合供电，因此必须在起飞前从地面供电状态转为弹上电池供电，称为转电控制；具体是主控计算机给FPGA发出转电指令，经解析后传给控制上电时序控制电路，上电时序控制电路输出高电平脉冲到弹上配电器，最后由弹上配电器完成系统的转电控制。

6)转电完成后，弹上电池组开始为弹上设备供电，此时弹上设备由地面电源和弹上电池同时供电，为了保证弹上电池供电的质量，减小对弹上电池的干扰，由主控计算机发地面供电关指令，FPGA收到指令后对指令进行解析，然后驱动上电时序控制电路使地面供电电源遥控开关信号失效，关闭地面供电电源输出，仅有弹上电池组为弹上设备供电。

7)发射前的准备工作完成后，开始进入地面点火发射状态；通过主控计算机给FPGA发出点火输出指令，经解析后传给上电时序控制电路，上电时序控制电路输出地面点火电源遥控开关信号有效，地面点火电源开启输出，为弹上点火器供电，完成点火发射功能。

8)此时如果出现紧急或者突发情况，通过断电控制切断弹上电池组合的供电。

具体由主控计算机给FPGA发出断电指令；经解析后传给上电时序控制电路，上电时序控制电路输出高电平的断电脉冲给弹上配电器，由配电器切断弹上电池的供电电路，达到弹上设备断电控制的目的。为了保证安全，还需开启泄压阀门。

本系统采用双路冗余进行泄压阀门的开启：1)操作人员通过主控计算机发开启泄压阀门指令完成对泄压阀的控制；

具体为主控计算机控制开启泄压阀门输出指令：具体指由主控计算机给FPGA发出开启泄压阀门输出指令，经解析后控制上电时序控制电路输出28V电压，为泄压阀门供电；

2)通过手动控制盒上泄压阀门开关完成对泄压阀门的控制。

通过闭合地面控制盒的硬件开关S1，一路信息直接送到上电时序控制电路，直接完成弹上配电器泄压阀门的开启，另一路信息经过74LVC4245送到FPGA，FPGA接收到信息后，驱动上电时序控制电路，完成弹上配电器开启泄压阀门的任务。

基于FPGA的中小型火箭地面发射控制装置所需的总供电电路设计如图3所示。

总供电电路的电压来源于信号调理控制机箱内独立为PCB板供电的+28V开关电源，通过插孔P7接入PCB板，插孔P7为4孔插槽，1引脚和2引脚接28V+信号，3引脚和4引脚接28VGND信号，然后28V+信号和28VGND信号分别输入至电平转换芯片VRB2405-10WR2的2引脚和1引脚，同时2引脚和1引脚之间并联两个钽电容CP11和C73以及一个电容C74，CP11＝C73＝100uF；C74＝0.1uF。VRB2405-10WR2的3引脚为转换后的电压VCC，VCC＝+5V，5引脚为转换后的电压VCC的地信号GND，3引脚和5引脚间并联一个钽电容C75和一个电容C76，C75＝470uF；C76＝0.1uF，如图3所示，在28VGND与GND间串接零电阻Rw9，Rw9＝0Ω。

如图3所示，VCC信号可以为PCB板部分芯片供电，但是并不能直接为FPGA供电，VCC信号通过电感LW1滤波为VCC_F信号，LW1＝10uH；VCC_F＝+5V；GND信号通过电感LW2滤波成为数字地DGND信号，LW2＝10uH。

一路VCC_F信号通过电平转换芯片TPS70345PWP转换为+3.3V(VCC3V3)和+1.2V(VCC1V2)的电压信号。具体连接过程如下：TPS70345PWP的2引脚、3引脚、10引脚、11引脚和6引脚接VCC_F信号，7引脚、9引脚、1引脚、12引脚、13引脚和24引脚接DGND信号，VCC_F和DGND之间并联四个电容分别为C77、C78、C79和C80；C77＝C79＝0.22uF；C80＝C78＝0.1uF；22引脚与23引脚与21引脚短接，为转换后的VCC3V3信号，并与DGND之间并联一个电容C81和一个钽电容C82；C81＝0.1uF；C82＝22uF；同时通过电阻R66和R67分别与8引脚、18引脚相连接；R66＝10kΩ；R67＝250kΩ，19引脚与5引脚短接；14引脚、15引脚与16引脚短接，为转换后的VCC1V2信号，并与DGND之间并联一个电容C83和一个钽电容C84；C83＝0.1uF；C84＝47uF。

另一路VCC_F信号连接至TPS79325DVB芯片的1引脚和3引脚，调压生成+2.5V(VCC2V5)的电压信号；TPS79325DVB的2引脚接DGND，与VCC_F之间串联一个电容C85；C85＝0.1uF，4引脚通过电容C87与DGND相连，C87＝0.01uF；5引脚为转换后的VCC2V5信号，通过钽电容C86与GND相连，C86＝2.2uF。

为了减小外部干扰对调压生成的VCC1V2信号、VCC2V5信号和VCC3V3信号的影响，保证电压质量，分别设计了相应的滤波电路。

总供电电路中的滤波电路设计如下：如图3所示，VCC1V2信号与DGND之间并联四个0.1uF的电容C10、C11、C12和C13，VCC2V5信号与DGND之间并联四个0.1uF的电容C6、C7、C8和C9，VCC3V3信号与DGND之间并联九个0.1uF的电容C14、C15、C16、C17、C18、C19、C20、C21和C22。滤波电路的设计有效滤除了外部干扰，保证了信号的可靠性。

为了便于对信号的观察，在PCB板上增加了VCC和VCC3V3的信号指示模块。如图3所示，VCC与GND之间串联一个电阻R68和一个发光二极管D1，R68＝510Ω，同样VCC3V3与DGND之间串联一个R69电阻和一个发光二极管D2，R69＝330Ω；当VCC和VCC3V3信号产生时，发光二极管D1和发光二极管D2点亮。

VCC1V2信号、VCC3V3信号和VCC2V5信号经滤波后共同为FPGA供电。具体过程如下：如图3所示，XC3S250E-5TQ144C芯片的138引脚、121引脚、100引脚、79引脚、28引脚、13引脚、49引脚、64引脚和42引脚接VCC3V3电压信号，作为其IO口的供电信号；80引脚、9引脚、45引脚和115引脚接VCC1V2电压信号，作为其内核供电信号；137引脚、65引脚、30引脚和102引脚接VCC2V5电压信号，为其辅助供电信号。XC3S250E-5TQ144C的73引脚、127引脚、118引脚、99引脚、90引脚、61引脚、55引脚、46引脚、37引脚、27引脚、19引脚、11引脚、133引脚接DGND，至此FPGA供电回路设计完毕。

由于XC3S250E-5TQ144C芯片的IO口输出电压为3.3V，驱动能力不足，因此添加以电平隔离转换芯片74LVC164245，使其驱动能力达到5V。

电平隔离转换芯片的设计如下：如图4所示，首先配置74LVC164245芯片，VCCA和VCCB引脚分别接VCC3V3信号和VCC信号，28引脚、34引脚、39引脚和45引脚接DGND信号地，4引脚、10引脚、15引脚和21引脚接GND地信号，在VCCA及其GND引脚间并联电容C42，C42＝0.1uF；VCCB及其GND引脚间并联电容C43，C43＝0.1uF，这样就将A端口即芯片左端配置为+3.3V，B端口即芯片右端配置为+5V，1DIR和2DIR用于其输入输出方向控制，将对应的48引脚接DGND，对应的25引脚接GND，1DIR对应的1引脚、2DIR对应的24引脚分别通过上拉电阻R24、R25连接VCC3V3，R24＝R25＝4.7KΩ，此时A端口配置为输入端口,B端口配置为输出端口，74LVC164245芯片配置完成。

74LVC164245芯片的配置完成后，通过主控计算机控制XC3S250E-5TQ144C芯片的IO口完成不同的任务，任务主要包括：控制弹上设备地面供电、弹上电池激活、弹上电池电压AD采集、转电、断电、地面点火和开启泄压阀门输出，具体分配过程如下：

XC3S250E-5TQ144C芯片的74引脚和76引脚分别与74LVC164245芯片的1A1引脚和1A2引脚相连接，同时通过74LVC164245芯片的1B1引脚和1B2引脚输出地面点火发射控制信号DMZT_DRV1信号和DMZT_DRV2信号；用于控制地面点火；

XC3S250E-5TQ144C芯片的81引脚接74LVC164245芯片的1A3引脚，同时通过74LVC164245芯片的1B3引脚输出地面供电控制信号DJDY_DRV；用于控制弹上设备地面供电；

XC3S250E-5TQ144C芯片的的83引脚接74LVC164245芯片的1A4引脚，通过74LVC164245芯片的1B4引脚输出弹上电池激活控制信号DCJH_DRV；用于控制弹上电池激活；

XC3S250E-5TQ144C芯片的86引脚接74LVC164245芯片的1A5引脚，通过74LVC164245芯片的1B5输出转电控制信号ZDKZ_DRV；用于控制转电；

XC3S250E-5TQ144C芯片的正88引脚和负92引脚分别接74LVC164245的1A6引脚和1A7引脚，通过74LVC164245芯片的1B6引脚和1B7引脚输出分别为弹上紧急断电控制正信号DDKZ_DRV+和弹上紧急断电控制负信号DDKZ_DRV-；用于控制弹上紧急断电；

XC3S250E-5TQ144C芯片的94引脚接74LVC164245芯片的1A8引脚，通过74LVC164245芯片的1B8引脚输出为泄压阀门控制信号XYF_FPGA1；用于开启泄压阀门输出；

XC3S250E-5TQ144C芯片的2引脚、4引脚和7引脚、14引脚和16引脚、20引脚用于控制三组弹上电池的电压AD采集。具体分布如下：2引脚和4引脚接74LVC164245芯片的2A1引脚和2A2引脚，通过74LVC164245芯片的2B1引脚、2B2引脚输出为第一组弹上电池电压AD采集控制信号KZDC_DRV1和KZDC_DRV2；7引脚和14引脚接74LVC164245芯片的2A3引脚和2A4引脚，通过74LVC164245芯片的2B3引脚、2B4引脚输出为第二组弹上电池电压AD采集控制信号DJDC_DRV1和DJDC_DRV2；16引脚和20引脚接74LVC164245芯片的2A5引脚和2A6引脚，通过74LVC164245芯片的2B5引脚和2B6引脚输出为第三组弹上电池电压AD采集控制信号HGDC_DRV1和HGDC_DRV2。另外，74LVC164245芯片的2A7引脚、2A8引脚分别与XC3S250E-5TQ144C芯片的112引脚、116引脚相连接，如图10所示，为备用的AD采集控制信号，2B7引脚、2B8引脚为备用的输出控制信号RESV1_5V和RESV2_5V。

弹上设备地面供电、弹上电池激活、转电和断电控制电路图，如图5所示，主要由AQY282芯片和AQY275芯片完成控制任务，AQY282芯片和AQY275芯片都属于光耦继电器，当IN1+为高电平，IN1-为低电平时，光耦继电器导通，OUT11与OUT2短接。

控制电路中用到的供电电源均采用具有遥控功能的开关电源。

控制弹上设备地面供电的具体过程如下：采用AQY282芯片完成控制任务，如图5所示，型编号为U21的AQY282芯片的IN1+引脚通过上拉电阻R31接至VCC，R31＝1.9KΩ，IN1-引脚接输出地面供电控制信号DJDY_DRV，OUT11引脚和OUT2引脚分别接地面供电电源遥控开关DJDY_RCG信号和DJDY_AUXG信号，DJDY_RCG和DJDY_AUXG表示两组电源的遥控开关信号其中DJDY_RCG信号通过电连接器J30J-21TJWP7-J芯片的5引脚和6引脚引入PCB板，DJDY_AUXG通过J30J-21TJWP7-J的7引脚和8引脚引入PCB板。

初始时通过控制XC3S250E-5TQ144C芯片，使地面供电控制信号DJDY_DRV输出为低电平状态；此时AQY282芯片导通，OUT11引脚与OUT2引脚短接，即DJDY_RCG信号与DJDY_AUXG信号对应的引脚短接，即遥控开关闭合，电源不能输出；DMJH_RCG和DMJH_AUXG表示两组电源的遥控开关信号；当控制XC3S250E-5TQ144C芯片，使地面供电控制信号DJDY_DRV为高电平时，此时AQY282不导通，OUT11引脚和OUT2引脚断开，即DJDY_RCG信号和DJDY_AUXG信号断开，开启电源输出，完成弹上设备的地面供电控制。

由于弹上设备采用热电池为发射控制系统供电，因此必须在发射前激活弹上热电池，控制弹上电池激活的具体设计如下：

如图5所示，弹上电池激活的主要采用AQY282芯片控制完成。编号为U22的AQY282芯片的IN1+引脚通过上拉电阻R32接至VCC，R32＝1.9KΩ，IN1-引脚接弹上电池激活控制信号DCJH_DRV，OUT11引脚接DMJH_RCG，OUT2引脚接DMJH_AUXG，其中DMJH_RCG信号通过J30J-21TJWP7-J的9引脚和10引脚引入PCB板，DMJH_AUXG信号通过J30J-21TJWP7-J的11引脚和12引脚引入PCB板。

初始时通过控制XC3S250E-5TQ144C芯片，使弹上电池激活控制信号DCJH_DRV输出为低电平状态，此时AQY282芯片导通，OUT11引脚与OUT2引脚短接，电源不能输出；当控制XC3S250E-5TQ144C芯片，使弹上电池激活控制信号DCJH_DRV为高电平时，此时AQY282不导通，OUT11引脚和OUT2引脚断开，开启电源输出，根据弹上电池激活火工品的供电要求，本实施例中时间选择200ms，通过控制使得弹上电池激活控制信号DCJH_DRV为低电平，关闭电源输出，完成弹上电池激活控制。

飞行时，弹上电气设备采用弹上电池组供电，因此必须在起飞前从地面供电状态转为弹上电池供电，称为转电控制，转电控制采用AQY275芯片完成。

转电控制的具体设计如下：如图5所示，型号为U16的AQY275芯片的IN1+引脚通过上拉电阻R26与VCC连接，R26＝1.9KΩ，IN1-引脚接转电控制信号ZDKZ_DRV，OUT11接KZ_28V+信号，OUT2输出为转电控制激励信号ZDKZ，其中KZ_28V+信号为弹上设备地面供电电源输出正信号，通过J30J-21TJWP7-J的19引脚和20引脚引入PCB板，转电控制激励信号ZDKZ通过电连接器编号为P6的J30J-9TJWP7-J的1引脚送至弹上配电器，当ZDKZ信号为高时完成转电控制功能。

初始时，通过控制XC3S250E-5TQ144C芯片，使得输出转电控制信号ZDKZ_DRV为高电平，AQY275不导通，OUT11引脚和OUT2引脚保持断路，转电控制激励信号输出无效，当转电控制信号ZDKZ_DRV为低电平时，AQY275导通，OUT11和OUT2短接，即ZDKZ信号与KZ_28V+信号短接，转电控制激励信号ZDKZ输出为高，完成转电功能，200ms后，控制转电控制信号ZDKZ_DRV为高电平，转电控制激励信号ZDKZ输出无效。

转电完成后，弹上电池组开始为弹上设备供电，此时如果出现紧急情况，则可以通过断电控制切断弹上电池组供电。

断电控制电路的具体设计如下：如图5所示，断电控制电路由两路AQY275芯片完成，分别为编号为U17的AQY275芯片和编号为U28的AQY275芯片。

编号为U17的AQY275芯片用于控制断电控制正激励信号的接通，具体连接如下：IN1+引脚通过上拉电阻R27接VCC，R27＝1.9KΩ，IN-引脚接弹上紧急断电控制正信号DDKZ_DRV+信号，OUT11引脚接KZ_28V+信号，OUT2引脚输出为断电控制正激励信号DDKZ+。

编号为U28的AQY275芯片用于控制断电控制负激励信号的接通，具体连接如下：IN1+引脚通过上拉电阻R42接VCC，R42＝1.9KΩ，IN1-引脚接弹上紧急断电控制负信号DDKZ_DRV-，OUT11引脚接KZ_28V-信号，OUT2引脚输出为断电控制负激励信号DDKZ-，其中KZ_28V-信号为弹上设备地面供电电源输出负信号，通过J30J-21TJWP7-J的17和18引脚引入PCB板。

初始时，通过控制XC3S250E-5TQ144C芯片使得DDKZ_DRV+信号和DDKZ_DRV-信号均为高电平，两路AQY275都不导通，输出断电控制正负激励信号均为无效状态，当DDKZ_DRV+和DDKZ_DRV-信号均为低电平时，两路AQY275同时导通，使得断电控制正负激励信号输出均为有效，分别通过编号为P5的J30J-9TJWP7-J芯片的7引脚和8引脚送至弹上配电器，完成弹上设备紧急断电控制功能。

弹上电池组激活后，需要对弹上电池的输出状态进行检测，确保弹上热电池输出正常，设计了弹上电池电压AD采集电路，弹上有三组电池电压信号需要检测。

弹上电池电压AD采集电路的设计如下：如图5所示，电压信号均通过电连接器编号为P6的J30J-9TJWP7芯片引入PCB板，如图2所示，各组电池电压均通过光耦继电器组AQW215芯片的控制进入RC滤波电路，经过运放把差分信号变换为单端信号，然后进入AD采集芯片后，通过电平隔离变换芯片与XC3S250E-5TQ144C芯片连接，通过XC3S250E-5TQ144C芯片控制光耦继电器组达到对采集电压的切换，完成多路电池电压的AD采集。AD采集芯片优选AD7895-10芯片。

具体连接如下：

弹上第一组供电电池与地面供电电源采用共地设计，如图6所示，KZ_28V-信号接KZGND信号，为地面供电电源和弹上第一组电池的共同地信号。第一组电池的编号为U6的AQW215芯片的IN1+引脚和IN2+引脚都通过1.9KΩ的上拉电阻R13和R14接至VCC信号；IN1-引脚、IN2-引脚分别接第一组弹上电池电压AD采集控制信号KZDC_DRV1和KZDC_DRV2；OUT11引脚接弹上第一组供电电池正DCDY1_28V信号，并通过图5中电连接器编号为P6的J30J-9TJWP7-J芯片的3引脚将DCDY1_28V信号引入PCB板；OUT12引脚相应输出为第一组电池的电压正信号，与DC_IN+信号连接；OUT21引脚接弹上第一组供电电池负KZGND；OUT22引脚相应输出为第一组电池的电压负信号，与DC_IN-信号连接。

第三组电池编号为U7的AQW215芯片的IN1+引脚、IN2+引脚都通过1.9KΩ的上拉电阻R15和R16接至VCC信号；IN1-引脚、IN2-引脚分别接第三组弹上电池电压AD采集控制信号HGDC_DRV1和HGDC_DRV2；OUT11引脚接弹上第三组供电电池正DCDY3_28V信号，并通过图5中的电连接器编号为P6的J30J-9TJWP7-J芯片的5引脚将DCDY3_28V信号引入PCB板；OUT12引脚相应输出为第三组电池电压信号，与DC_IN+信号连接；OUT21引脚接弹上第三组供电电池负HGGND信号，并通过图5中的电连接器编号为P6的J30J-9TJWP7-J芯片的6引脚将HGGND信号引入PCB板；OUT22引脚相应输出为第三组电池电压信号，与DC_IN-信号连接。

第二组电池编号为U8的AQW215芯片的IN1+引脚、IN2+引脚都通过1.9KΩ的上拉电阻R17和R18接至VCC信号；IN1-引脚、IN2-引脚分别接第二组弹上电池电压AD采集控制信号DJDC_DRV1、DJDC_DRV2；OUT11引脚接弹上第二组供电电池正DCDY2_48V信号，并通过图5中的电连接器编号为P6的J30J-9TJWP7-J芯片的4引脚DCDY2_48V信号引入PCB板，OUT12引脚相应输出为第二组电池电压信号，与DC_IN+信号连接；OUT21引脚接弹上第二组供电电池负DJGND信号，并通过图5中的电连接器编号为P6的J30J-9TJWP7-J芯片的2引脚将DJGND信号引入PCB板，OUT22引脚相应输出为第二组电池电压信号，与DC_IN-连接。

为了保证弹上电池的电压AD采集的可靠性，减小对数字电路信号的干扰，因此采用隔离芯片ADuM1412将弹上电池的电压AD采集电路的供电电源与数字电路的电压信号隔离，如图6所示，编号为U44的DCP010515BP芯片用于产生弹上电池的电压AD采集电路运放的补偿电压信号+15VAD和-15VAD，编号为U45的DCP010505BP芯片用于产生弹上电池的电压AD采集芯片的供电信号+5VAD。

具体连接关系如下：

编号为U44的DCP010515BP芯片的1引脚连接VCC信号，2引脚连接GND信号，且1引脚和2引脚间并联电容C96和C97；C96＝2.2uF，C97＝0.47uF，5引脚输出为模拟地信号AGND，6引脚输出为+15VAD信号，5引脚与6引脚之间并联两个电容C98、C99和一个电阻R11，C98＝1uF，C99＝0.1uF，R11＝100Ω，7引脚输出为-15VAD信号，5引脚和7引脚之间并联两个电容C100、C101和一个电阻R12，C100＝1uF，C101＝0.1uF，R12＝100Ω；

编号为U45DCP010505BP的1引脚接VCC信号，2引脚接GND信号，且1引脚和2引脚间并联两个电容C102、C103；C102＝2.2uF，C103＝0.47uF，5引脚输出为模拟地信号AGND，6引脚输出为+5VAD信号，5引脚与6引脚之间并联两个电容C104、C105和一个电阻RW2；C104＝1uF，C105＝0.1uF，RW2＝100Ω，7引脚与AGND与AGND间并联两个电容CP9、CP10和一个电阻RP7；CP9＝1uF，CP10＝0.1uF，RP7＝100Ω。AGND信号与DCGND信号短接，共同为模拟地信号。

通过XC3S250E-5TQ144C芯片控制三组弹上电池的电压AD采集，控制光耦继电器组的切换，控制三组弹上电池电压正负信号依次与DC_IN+和DC_IN-连接，然后进入AD采集电路进行AD采集。

具体连接如下：DC_IN+和DC_IN-经过运算放大器TL061BCD进入AD7895-10进行AD转换，运算放大器TL061BCD被设置为电压跟随器，为了提高输入电压质量，对其输入进行补偿设计；

第二组电池的编号为U8的AQW215芯片的DC_IN+信号分别通过R19、R20、R22和R23与TL061BCD的3引脚连接，R19＝39KΩ，R20＝10KΩ，R22＝4.75KΩ，R23＝9.76KΩ，DC_IN-信号与DCGND连接，R19通过R21与DCGND连接，R21＝10KΩ，R20通过C25与DCGND连接，C25＝0.1uF，TL061BCD芯片的3引脚通过电容C29与AGND连接，C29＝220pF，TL061BCD芯片的2引脚与输出6引脚短接，同时R22通过电容C28与2引脚连接，C28＝1nF；7引脚接+15VAD信号，4引脚接-15VAD信号，5引脚通过电阻RP1与-15VAD信号连接，RP1＝50KΩ，1引脚通过RP2与-15VAD信号连接，RP2＝50KΩ，6引脚为运放的输出引脚，与AD7985-10的2引脚连接；

AD7985-10芯片的3引脚接AGND，8引脚接+5VAD电压信号，3引脚与8引脚之间并联0.1uF的电容C30；1引脚接参考电压+2.5V信号。参考电压+2.5V信号由芯片ADR381调压产生，ADR381的VSS引脚接AGND，IN引脚接+5VAD电压信号，IN引脚与AGND间并联两个0.1uF的电容C33和电容C34，OUT引脚输出为+2.5V的参考电压信号，与AGND间并联两个0.1uF的电容C31和电容C32。

AD7895-10芯片的4引脚为外部时钟输入端，与ADuM1412芯片的13引脚连接，通过ADuM1412芯片的4引脚与图4中编号为U1D的XC3S250E-5TQ144C芯片的31引脚连接；AD7895-10芯片的5引脚为采集结果输出端，与ADuM1412芯片的11引脚连接，通过ADuM1412芯片的6引脚与图4中编号为U1D的XC3S250E-5TQ144C的35引脚连接；AD7895-10芯片的6引脚为AD转换完成输出，与ADuM1412芯片的12引脚连接，通过ADuM1412芯片的5引脚与图4中编号为U1D的XC3S250E-5TQ144C的33引脚连接；AD7895-10芯片的7引脚为AD采集转换的控制输入，与ADuM1412芯片的14引脚连接，通过ADuM1412芯片的3引脚与图4中编号为U1D的XC3S250E-5TQ144C的25引脚连接。

ADuM1412为电平隔离转换芯片，1引脚和7引脚均接VCC3V3信号，2引脚和8引脚均接DGND信号，且1引脚与2引脚间并联一个电容C40，C40＝0.01uF，16引脚和10引脚均接+5VAD信号，15引脚和9引脚均接AGND信号，且16引脚和9引脚间并联电容C41，C41＝0.01uF，AD采集电路连接完成。

紧急情况下，需要开启弹上远程泄压阀门，采用XC3S250E-5TQ144C芯片控制和硬件开关S1控制的双路冗余设计。XC3S250E-5TQ144C芯片通过控制泄压阀控制信号XYF_FPGA1，来控制泄压阀的开启。

弹上开启泄压阀门的设计如下：如图7所示，泄压阀开启的供电信号由双路的AQY275芯片完成。分别为编号U25和U26的双路AQY275芯片IN1+引脚分别通过上拉电阻R37和R38接VCC，R37＝R38＝1.9KΩ，IN1-引脚均接XYF_DRV，OUT11引脚均接KZ_28V+信号，OUT2短接，通过电阻RW1输出泄压阀开启供电正信号XYF1，RW1＝35Ω；XYF1信号与KZ_28V-信号一起作为泄压阀开启的供电信号，分别通过图5中编号为P5的J30J9TJWP7-J芯片的1引脚、2引脚和5引脚、6引脚输出到弹上泄压阀。当XYF_DRV为低电平时，AQY275芯片导通，XYF1输出有效，开启弹上泄压阀门。

当用硬件开关控制泄压阀的开启时，首先通过编号为U23的DCP010515BP芯片调压生成开关电压信号XYF_15V和XYF_GND。如图7所示，DCP010515BP芯片的1引脚接VCC，2引脚接GND，且1引脚和2引脚间并联两个电容C46和C47C46＝2.2uF，C47＝0.47uF，5引脚输出为XYF_GND信号，6引脚输出为XYF_15V电压信号，5引脚和6引脚间并联两个电容C48、C49和一个电阻R33C48＝1uF，C49＝0.1uF，R33＝100Ω，7引脚与5引脚之间并联两个电容CP1、CP2和一个电阻RP3；CP1＝1uF，CP2＝0.1uF，RP3＝100Ω。XYF_15V信号通过编号为P2的J30J-9TJWP7-J芯片的1引脚和2引脚接至地面控制盒的硬件开关S1的一端，开关S1的另一端输出为泄压阀硬件开关控制信号XYF_KZ，通过编号为P2的J30J-9TJWP7-J的3引脚和4引脚引入PCB板，XYF_KZ信号经过电阻R80连接至光耦继电器TLP521-1芯片的1引脚，R80＝2.7KΩ，TLP521-1芯片的2引脚接XYF_GND信号，1引脚和2引脚间并联一个电容C115和一个电阻R81；C115＝0.1uF，R81＝750Ω，TLP521-1芯片的3引脚接GND，4引脚通过上拉电阻R82接至VCC，R82＝2KΩ，4引脚输出为硬件开关S1产生的第一个开启泄压阀门控制信号XYF_5V，一路XYF_5V信号连接至三孔插针J2的第3引脚，XC3S250E-5TQ144C芯片控制产生的开启泄压阀门控制信号XYF_FPGA1接三孔插针J2的第1引脚，三孔插针J2的第2引脚为XYF_DRV信号，直接控制着AQY275芯片的道通过与否。另一路XYF_5V编号接至74LVC4245的3引脚，通过74LVC4245的21引脚与XC3S250E-5TQ144C芯片的136引脚连接。74LVC4245芯片与图4中的74LVC164245芯片功能相似，使用前必须对芯片进行方向配置。

74LVC4245的方向配置如下：1引脚接VCC，11和12引脚短接，共同连接至GND，且1引脚与GND间并联0.1uF的电容C44，74LVC4245的2引脚通过上拉电阻R28接至VCC，R28＝4.7kΩ；8引脚、9引脚和10引脚接GND，22引脚接DGND，23引脚和24引脚短接，共同接至VCC3V3信号，13引脚接DGND，24引脚与DGND间并联电容C45；C45＝0.1uF，因此74LVC4245的A端口配置为输入端口，B端口配置为输出端口。

图7中XC3S250E-5TQ144C芯片的57引脚通过电阻R6接DGND，R6＝200Ω。电路设计完成后，用短路套短接三孔插针J2的1引脚、2引脚和3引脚，因此XYF_FPGA1信号和XYF_DRV信号和XYF_5V信号短接，当通过人机交互界面控制XC3S250E-5TQ144C芯片把XYF_FPGA1拉低时，XYF_DRV信号为低，AQY275芯片导通，泄压阀开启供电正信号XYF1有效，泄压阀开启；当硬件开关S1闭合时，XYF_KZ信号为高，光耦继电器TLP521-1导通，XYF_5V输出为低，XYF_DRV也为低，AQY275导通，XYF1输出有效，也能控制泄压阀门的开启，从而形成双路冗余设计；另外有一路XYF_5V通过74LVC4245芯片与XC3S250E-5TQ144C芯片的136引脚连接，当XC3S250E-5TQ144C芯片检测到开关闭合时，XC3S250E-5TQ144C芯片自动把XYF_FPGA1拉低，因此开关S1闭合时XYF_FPAG1信号和XYF_DRV信号和XYF_5V信号都为低，开启泄压阀门。

为了保证地面的安全供电，基于FPGA的中小型火箭地面发射控制装置设计了地面电源全断电硬件控制，当对应开关闭合，禁止地面除地面供电电源以外的所有电源输出，具体电路如图8所示。

弹上设备断电的设计如下：首先由编号为U48的DCP010515BP芯片调压产生用于地面输出全断电的开关电压信号PD_15V信号和PD_GND信号，具体过程如下：DCP010515BP的1引脚接VCC，2引脚接GND，且1引脚和2引脚间并联两个电容Cw4和Cw5；Cw4＝2.2uF，Cw5＝0.47uF，5引脚输出为PD_GND信号，6引脚输出为PD_15V信号，5引脚与6引脚间并联两个电容Cw6、Cw7和一个电阻Rw10Cw6＝1uF，Cw7＝0.1uF，Rw10＝100Ω，7引脚与5引脚间并联两个电容CP3、CP4和一个电阻RP4；CP3＝1uF，CP4＝0.1uF，RP4＝100Ω。

调压产生的PD_15V信号通过图7中的编号为P2的J30J-9TJWP7-J电连接器的6引脚和7引脚接至地面控制盒硬件开关S2的一端，硬件开关S2的另一端输出为PowerDown_KZ信号，PowerDown_KZ通过图7中J30J-9TJWP7-J电连接器的8引脚和9引脚引入PCB板。如图8所示，PowerDown_KZ信号通过电阻R34接光耦继电器TLP521-1的1引脚，R34＝2.7KΩ，TLP521-1的2引脚接PD_GND，且1引脚和2引脚间并联一个电容C50和一个电阻R35；C50＝0.1uF，R35＝750Ω，TLP521-1芯片的3引脚接GND，4引脚通过上拉电阻R36接VCC，R36＝2KΩ，4引脚输出为PowerDown_5V信号，PowerDown_5V信号接图7中74LVC4245芯片的5引脚，通过74LVC4245芯片的19引脚与图7中XC3S250E-5TQ144C芯片的89引脚连接。初始时PowerDown_5V信号为高电平，当开关S2闭合时，PowerDown_KZ为高，光耦继电器TPL521-1导通，PowerDown_5V信号与GND连接变为低电平，此时XC3S250E-5TQ144C芯片检测到开关S2已经按下，XC3S250E-5TQ144C芯片根据内部硬件逻辑禁止除地面供电电源外的所有开关电源输出，完成控制任务。

地面测试正常后开启地面点火发射功能，地面点火发射控制电路设计如下：

如图9所示：地面点火发射控制主要由编号为U19和U20的芯片AQY282完成，且为了保证点火可靠性采用双路备份的原则，编号为U19的芯片AQY282的IN1+引脚经过电阻R29接VCC，R29＝1.9kΩ；IN1-引脚接地面点火发射控制信号DMZT_DRV1，编号为U20的芯片AQY282的IN1+引脚经过电阻R30接VCC，R30＝1.9kΩ；IN1-引脚接地面点火发射控制信号DMZT_DRV2，两个芯片AQY282的OUT11引脚短接，连接至DMZT_RCG，同时两个芯片AQY282的OUT2引脚短接，连接至DMZT_AUXG，其中DMZT_RCG信号和DMZT_AUXG信号为地面点火供电电源的遥控开关信号，分别通过图5中编号为P3的J30J-21TJWP7-J的1引脚、2引脚和3引脚、4引脚引入PCB板。初始时，DMZT_DRV1信号和DMZT_DRV2信号为低，光耦继电器AQY282导通，DMZT_RCG与DMZT_AUXG短接，地面点火供电电源无输出，当控制XC3S250E-5TQ144C芯片输出的地面点火发射控制信号DMZT_DRV1和DMZT_DRV2为高时，两路AQY282由导通变为不导通状态，DMZT_RCG信号与DMZT_AUXG信号断开，地面点火电源开启输出，完成点火功能，火箭飞离发射架。

同时点火命令发出后，发射控制系统开始检测导弹在位信号ZWJC，ZWJC信号与28V+信号连接，28V+信号为PCB板的供电信号，ZWJC信号通过图5中电连接器编号为P6的J30J-9TJWP7-J芯片的7引脚输出至弹上脱落插座，由脱落插头返回ZWJC_RET信号，ZWJC_RET信号通过图5中电连接器J30J-9TJWP7-J的9引脚返回PCB板，

如图9所示，ZWJC_RET信号经过电阻R39连接至光耦继电器TLP521-1的1引脚，R39＝2.7KΩ，TLP521-1的2引脚接28VGND信号，28VGND信号为PCB板供电地信号，与28V+信号对应，且1引脚和2引脚间并联一个电容C51和一个电阻R40；C51＝0.1uF，R40＝750Ω，3引脚接GND信号，4引脚通过电阻R41接VCC，R41＝2KΩ，4引脚输出为ZWJC_5V信号，与图7中74LVC4245芯片的4引脚连接，通过74LVC4245的20引脚连接至图7中XC3S250E-5TQ144C芯片的128引脚。发射前，脱落插头与脱落插座处于合拢状态，ZWJC_RET信号与ZWJC短接，为高电平，光耦继电器TLP521-1处于导通状态，ZWJC_5V为低电平，XC3S250E-5TQ144C芯片的128引脚相应的为低电平，当火箭飞离发射架，脱落插头鱼脱落插座分离，ZWJC_RET信号与ZWJC信号断路，光耦继电器TLP521-1由导通变为不导通，ZWJC_5V输出为高电平，相应XC3S250E-5TQ144C芯片的128引脚由低电平变为高电平，说明火箭已经飞离发射架，XC3S250E-5TQ144C芯片回传火箭顺利飞离发射架信息。

发射控制系统时钟由外部晶振产生，如图10所示，U4为50MHz的外部有源晶振，4引脚连接VCC3V3，2引脚接DGND，同时2引脚通过电容C1接VCC3V3；C1＝0.1uF，1引脚通过电阻R1连接VCC3V3，R1＝5.1KΩ，3引脚为时钟输出引脚，接XC3S250E-5TQ144C芯片的125引脚，XC3S250E-5TQ144C芯片通过电阻R2连接DGND，R2＝100Ω，系统时钟产生。

发射控制系统复位电路如图10所示，主要由芯片LTC2904/5完成，TLC2904/5芯片的8引脚接VCC3V3，并通过电容C23连接DGND；C23＝0.1uF，1引脚连接VCC2V5，并通过电容C24连接DGND；C24＝0.1uF，5引脚和7引脚短接后连接DGND；同时4引脚连接DGND，2引脚通过电容CW2连接DGND，CW2＝33nF；3引脚输出为复位信号nRESET，并通过电阻R10接VCC3V3，R10＝4.7KΩ，同时3引脚通过电容CW1连接DGND，CW1＝0.1uF，复位信号nRESET连接至XC3S250E-5TQ144C芯片的122引脚，当系统上电瞬间，复位信号nRESET产生，低有效，系统复位。

FPGA本身是不存储程序的，当FPGA掉电时，就需要重新烧写程序到FPGA芯片，现增加外配置芯片XCF04S，如图11所示，上电时将程序通过Joint Test Action Group协议(简称JTAG)下载到外配置芯片XCF04S中，掉电后，FPGA自动从配置芯片XCF04S下载程序，之后会根据约束的电平自动复位。

标准的JTAG接口是4线：TMS、TCK、TDI、TDO分别为模式选择、时钟输入、数据输入、数据输出。电路中JTAG的下载接口采用单排插针J1的形式，选用CON6芯片，具体连接如下：1引脚接VCC3V3，2引脚接DGND，3引脚为TCK1时钟输入接口，接XC3S250E-5TQ144C芯片的TCK引脚和XCF04S芯片的TCK引脚，4引脚为TDO1数据输出端口，接XC3S250E-5TQ144C芯片的TDO引脚，5引脚为TDI1数据输入端口，接XCF04S芯片的TDI引脚，6引脚为TMS1模式选择端口，接XC3S250E-5TQ144C芯片的TMS引脚和XCF04S芯片的TMS引脚，配置芯片XCF04S的7引脚和10引脚分别与XC3S250E-5TQ144C芯片的1引脚和72引脚连接，且7引脚和10引脚分别通过电阻R8、R7接VCC2V5；R8＝4.7KΩ，R7＝330Ω，8引脚通过电阻R9接VCC3V3，R9＝4.7KΩ，11引脚接DGND，18引脚、19引脚和20引脚接VCC3V3，11引脚与18引脚、19引脚和20引脚间并联三个电容C3、C4、C5；C3＝C4＝0.1uF，C5＝0.01uF；3引脚与XC3S250E-5TQ144C芯片的71引脚连接，1引脚、8引脚分别与XC3S250E-5TQ144C芯片的63引和40引脚连接。

另外程序烧写的时钟由编号为U5的外部有源晶振11.059提供，如图11所示，晶振U5的1引脚通过电阻R3接VCC3V3；R3＝5.1KΩ，4引脚直接接VCC3V3，2引脚接DGND，同时通过电容C2接VCC3V3；C2＝0.1uF；，3引脚输出为程序烧写时钟，接XC3S250E-5TQ144C芯片的58引脚，XC3S250E-5TQ144C芯片的60引脚通过电阻R4接DGND，R4＝200Ω，62引脚通过电阻R5接DGND，R5＝200Ω，XC3S250程序烧写电路设计完成。

RS422隔离转换电路的设计如图12所示，主要完成XC3S250E-5TQ144C芯片与主控计算机进行智能RS422通信。如图12所示，RS422隔离转电电路主要由RS422隔离收发器ADM2582完成。收发器ADM2582的2引脚和8引脚接VCC3V3，1引脚、3引脚、9引脚和10引脚接数字地信号DGND，且1引脚和2引脚间并联两个电容C64、C65；C64＝C65＝0.01uFADM2582芯片的4引脚为其数据输出引脚，接图11中编号为U1C的XC3S250E-5TQ144C芯片的44引脚，为XC3S250E-5TQ144C芯片的数据输入引脚；5引脚为ADM2582芯片的接收收使能引脚，低有效，接DGND，使ADM2582芯片能够随时接收主控计算机的数据并通过4引脚传送给XC3S250E-5TQ144C芯片；7引脚为ADM2582芯片的发送输入引脚，接图11中编号为U1C的XC3S250E-5TQ144C芯片的53引脚；6引脚为ADM2582芯片的发送使能控制引脚，高有效，接图11中编号为U1C的XC3S250E芯片的51引脚，XC3S250E-5TQ144C芯片通过控制输出422_DE信号为高电平时，ADM2582芯片完成数据的发送。

ADM2582芯片的12引脚为隔离电源输出引脚，输出隔离电源信号VISO1+，12引脚同时接19引脚，12引脚与11引脚间并联一个钽电容C67，C67＝10uF；19引脚与20引脚并联一个电容C66，C66＝0.01uF，11引脚、14引脚、16引脚和20引脚短接后输出ISOGND1信号，为RS422通信总线端地信号，ISOGND1信号通过零电阻R58接DGND；ADM2582芯片的18引脚为数据输入同相端422_RxD+，通过电阻R55接VISO1+，R55＝1.2KΩ；17引脚为数据输入反相端422_RxD-，通过电阻R57与ISOGND1连接，R57＝1.2KΩ，同时17引脚与18引脚之间并联终端电阻R56，R56＝120Ω；13引脚为数据输出同相端422_TxD+，15引脚为数据输出反相端422_TxD-。422_RxD+信号端、422_RxD-信号端、ISOGND信号地、1422_TxD-信号端、422_TxD+信号端分别连接至编号为P1的J30J-25TJWP7-J芯片的21引脚、22引脚、23引脚、24引脚和25引脚，与主控计算机的RS422端口对应连接即可完成主控计算机与XC3S250E-5TQ144C芯片的RS422隔离通信。

为了完成主控计算机与弹上电气设备的远距离RS422通信，PCB板上分别设计了以ADM2582芯片为核心和以ADuM1201为核心的RS422中继电路。

RS422中继电路的设计如下：

以ADM2582为核心的RS422中继电路，如图13所示：主要由DCP010505BP芯片、MAX490芯片和ADM2582芯片完成中继功能。

DCP010505BP芯片用于调压生成以ADM2582芯片为核心的RS422中继电路的供电电压信号ZKJ422_+5V和ZKJ422_GND。具体连接过程如下：DCP010505BP芯片的1引脚接VCC，2引脚接GND，且1引脚与2引脚间并联两个电容C92和C93，C92＝2.2uF，C93＝0.47uF，5引脚输出为ZKJ422_GND信号，6引脚输出为ZKJ422_+5V信号，5引脚与6引脚间并联两个电容C94、C95和一个电阻R71，C94＝1uF，C95＝0.1uF，R71＝100Ω，5引脚与7引脚间并联两个电容CP7、CP8和一个电阻RP6，CP7＝1uF，CP8＝0.1uF，RP6＝100Ω，ZKJ422_+5V信号与ZKJ422_GND信号间并联电容Cw8，Cw8＝0.1uF。

MAX490芯片为串行通信收发器，8引脚输出数据正向输入端信号ZCJ422_Rx+，通过电阻R61接ZKJ422_+5V信号，R61＝1KΩ，7引脚输出数据反相输入端信号ZCJ422_Rx-，通过电阻R59接ZKJ422_GND信号，R59＝1KΩ，且7引脚与8引脚间并联终端电阻R60，R60＝120Ω，6引脚输出数据反相输出端信号ZCJ422_Tx-，5引脚输出数据正相输出端信号ZCJ422_Tx+，1引脚接ZKJ422_+5V信号，4引脚接ZKJ422_GND信号，2引脚为MAX490芯片的数据输出端，连接至ADM2582芯片的7引脚，3引脚为MAX490芯片的数据输入端，连接至ADM2582芯片的4引脚。

ADM2582芯片的2引脚和8引脚连接ZKJ422_+5V信号，1引脚、3引脚、9引脚和10引脚连接至ZKJ422_GND信号地，1引脚和2引脚间并联两个电容C110、C111，C110＝C111＝0.01uF，，5引脚接ZKJ422_GND，6引脚接ZKJ422_+5V信号，12引脚为ADM2582芯片隔离电源供电输出ZKJ_VISO1+信号，与19引脚短接，11引脚、14引脚、16引脚和20引脚为RS422总线端地信号GND5,19引脚与20引脚间并联电容C112，C112＝0.01uF，12引脚与11引脚间并联钽电容C113，C113＝10uF，18引脚为输入同相端信号422_Rx1+，通过电阻R63连接ZKJ_VISIO1+信号,17引脚为输入反相端信号422_Rx1-，通过电阻R65接GND5，R65＝1.2KΩ，且17引脚与18引脚间并联终端电阻R64，R64＝120Ω，13引脚为数据正相输出端信号422_Tx1+，15引脚为数据反相输出端信号422_Tx1-。ZCJ422_Rx+信号端、ZCJ422_Rx-信号端、ZKJ422_GND信号地、ZCJ422_Tx-信号端、ZCJ422_Tx+信号端分别通过图12中编号为P1的J30J-25TJWP7-J电连接器的5引脚、4引脚、3引脚、2引脚、1引脚与主控计算机RS422接口连接；422_Tx1+信号端、422_Tx1-信号端、GND5信号地、422_Rx1+信号端、422_Rx1-信号端分别通过图13中编号为P4的J30J-21TJWP7-J电连接器的1引脚、2引脚、3引脚、4引脚、5引脚与弹上RS422接口连接，可以顺利完成主控计算机与弹上设备的RS422通信。

以ADuM1201为核心的RS422中继电路，如图14所示，主要由DCP010505BP芯片、7805芯片、MAX490芯片和ADuM1201芯片完成。DCP010505BP芯片和7805芯片主要用于调压生成中继电路中的供电信号。DCP010505BP芯片的1引脚接VCC，2引脚接GND，1引脚和2引脚间并联两个电容C88、C89；C88＝2.2uF，C89＝0.47uF，5引脚输出为YC422_GND信号，6引脚输出为YC422_+5V信号，5引脚和6引脚间并联两个电容C90、C91和一个电阻R70；C90＝1uF，C91＝0.1uF,R70＝100Ω；7引脚与5引脚间并联两个电容CP5、CP6和一个电阻RP5，CP5＝1uF，CP6＝0.1uF，RP5＝100Ω，YC422_+5V信号与YC422_GND信号间并联2个0.1uF的电容C52和、C53。7805芯片的1引脚接28V+信号，2引脚接28VGND信号，1引脚和2引脚间并联一个钽电容C62和一个电容C60，C62＝200uF，C60＝0.1uF；3引脚输出为+5V_COM信号，且与28VGND信号间并联一个钽电容C63和3个电容C61、C55和C54，C63＝200uF，C61＝C55＝C54＝0.1uF。

U29编号为MAX490的芯片为主控计算机端的串行通信收发器，5引脚为数据同相输出端信号YC422_Tx2+，6引脚为数据反相输出端信号YC422_Tx2-，7引脚为数据反相输入端信号YC422_Rx2-，通过电阻R43接YC422_GND信号，R43＝1KΩ，8引脚为数据正相输入端信号YC422_Rx2+，通过电阻R45接YC422_+5V信号，R45＝1KΩ，7引脚和8引脚之间并联终端电阻R44，R44＝120Ω；4引脚接YC422_GND信号；1引脚接YC422_+5V信号；3引脚DI端为数据的输入端，接ADuM1201芯片的2引脚；2引脚RO端为数据输出端，接ADuM1201的3引脚。

主控计算机的422通信信号YC422_Tx2+信号、YC422_Tx2-信号、YC422_GND信号、YC422_Rx2-信号、YC422_Rx2+信号分别通过图12中的编号为P1的J30J-25TWP7-J的11引脚、12引脚、13引脚、14引脚、15引脚与主控计算机上的RS422接口连接引入控制板。

ADuM1201芯片的1引脚接YC422_+5V信号，4引脚接YC422_GND信号，8引脚接+5V_COM信号，5引脚接28VGND信号，7引脚为数据输入端，接后端与弹上RS422接口连接的收发器编号为U31的MAX490芯片的2引脚，6引脚为数据输出端，接后端与弹上RS422接口连接的收发器编号为U31的MAX490芯片的3引脚。

编号为U31的MAX490芯片为后端与弹上RS422接口连接的收发器，其中1引脚接+5V_COM信号，4引脚接28VGND，8引脚为数据正相输入端信号422_Rx2+，通过电阻R46接+5V_COM信号，R46＝1KΩ，7引脚为数据反相输入端422_Rx2-信号，通过电阻R48接28VGND信号，R48＝1KΩ，且7引脚和8引脚间并联终端电阻R47，R47＝120Ω，6引脚为数据反相输出端信号422_Tx2-，5引脚为数据正相输出端信号422_Tx2+。

422_Rx2-信号、422_Rx2+信号、28VGND信号、422_Tx2+信号、422_Tx2-信号分别通过图13中的编号为P4的J30J-21TJWP7-J的12引脚、13引脚、14引脚、15引脚、16引脚与弹上的RS422接口连接，可以自动完成主控计算机与弹上设备的RS422通信中继功能。

YC422_+5V信号与YC422_GND信号间并联两个电容C52和C53，C52＝C53＝0.1μF，+5V_COM信号与28VGND信号间并联两个电容C54和C55，C54＝C55＝0.1μF。

Claims (8)

1.一种基于FPGA的中小型火箭地面发射控制装置，其特征在于，包括主控计算机、地面控制盒，以FPGA为核心的信号调理控制机箱和弹上设备；

其中，主控计算机包括人机交互界面和CP-134U-I/DB9M板卡，通过RS422通信接口接收和反馈信号，实现人机交互；

地面控制盒包括两个硬件开关S1和S2，用于系统的硬件控制；

信号调理控制机箱包括PCB板和电源组合；PCB板包括以FPGA为核心的电平隔离转换电路，系统复位电路，上电时序控制电路，电压AD采集电路，RS422隔离转换电路，RS422中继电路和总供电电路中的电平转换电路及相应的滤波电路；电源组合在发射前为弹上设备提供地面供电；

弹上设备包括弹上配电器，弹上电池组合和弹上电气设备；要实现的功能有弹上设备地面供电、弹上电池激活、转电、断电、开启泄压阀门输出及点火控制；

主控计算机通过RS422中继电路与弹上电气设备实现RS422的通信，完成对弹上电气设备的监测和电气系统的状态监控；

FPGA采用XC3S250E-5TQ144C芯片作为主控芯片，通过ADM2582芯片接收主控计算机的指令并解析，通过以74LVC164245芯片为核心的电平隔离转换电路完成对外围控制电路的驱动，实现相应的控制任务；

系统复位电路主要由芯片LTC2904/5完成，能够在系统上电瞬间产生复位信号，完成对XC3S250E-5TQ144C芯片的复位功能；

上电时序控制电路采用以XC3S250E-5TQ144C为主控芯片，由AQY275和AQY282芯片组成，通过主控计算机向FPGA发送弹上设备地面供电、弹上电池激活、转电、断电、开启泄压阀门输出以及点火输出的控制指令，FPGA对指令进行解析后，通过外围驱动电路，完成相对应的功能；

电压AD采集电路由光耦继电器组、RC滤波电路、运放、AD采集芯片、电平隔离转换芯片组成；以AD7895-10采集芯片为核心，包括AQY215芯片、TL061BCD芯片、ADR381芯片和ADuM1412芯片，完成对弹上电池的输出电压的采集功能；光耦继电器采用AQY282芯片；

具体是由主控计算机向FPGA发出弹上电池电压采集指令，通过FPGA控制光耦继电器组的通断把待测电池电压引入采集电路，通过控制AD采集芯片完成对待测电压AD转换，并把采集结果输出给FPGA，FPGA把采集结果通过RS422总线送给主控计算机显示，完成对弹上电池电压的AD采集和显示；

RS422中继电路分为两种，第一种采用以MAX490和ADuM1201芯片为核心，第二种采用以MAX490、ADuM2582芯片为核心；均由硬件自动完成主控计算机与弹上设备的RS422通信转接，实现主控计算机与弹上电气设备的通信；

RS422隔离转换电路采用74LVC164245芯片和74LVC4245芯片，完成对FPGA与外围控制电路的隔离，以及3.3V与5.0V的电平幅值转换，实现FPGA对外围控制电路的驱动；

具体为初始时刻，FPGA控制相应的IO口输出为3.3V，通过隔离转换芯片74LVC164245芯片后把电压幅值转换为5.0V，达到对上电时序控制电路、AD采集电路中继电器的通断控制；另外，外围控制电路把电压对应的电平信号送给FPGA，通过74LVC4245芯片完成对外围控制电路的电平信号进行隔离及幅值转换；

总供电电路中的电平转换电路主要由芯片VRB2405-10WR2、TPS70345PWP和TPS79325DBV组成，完成一次电源的28V到5V，5V到3.3V、2.5V、1.2V的电压信号的转换，为FPGA及外围电路供电，相应的滤波电路采用电容并联的方式；

电源组合是指地面供电电源、电池激活电源和地面点火电源的组合，通过FPGA对各个电源的控制，完成地面供电、电池激活以及地面点火输出的功能；

地面控制盒主要由两个硬件开关组成，通过闭合相应的开关，控制FPGA实现弹上泄压阀开启和地面全断电的功能。

2.如权利要求1所述的一种基于FPGA的中小型火箭地面发射控制装置，其特征在于，所述的开启泄压阀门输出采用双路冗余进行：1)操作人员通过主控计算机发出开启泄压阀门输出指令完成对泄压阀的控制；2)通过手动控制盒上泄压阀门开关完成对泄压阀门的控制。

3.如权利要求1所述的一种基于FPGA的中小型火箭地面发射控制装置，其特征在于，所述的总供电电路中的电平转换电路及相应的滤波电路具体连接过程为：

总供电电路及PCB板的供电调压电路为：总供电电路的电压来源于调理控制箱内+28V的开关电源，通过插孔P7接入控制板，把+28V的电压信号正负端输入至电平转换芯片VRB2405-10WR2的电压输入引脚，调压后输出+5V的电压信号为电路板上的部分芯片提供供电信号；

插孔P7为4孔插槽，1引脚和2引脚接28V+信号，3引脚和4引脚接28VGND信号，然后28V+信号和28VGND信号分别输入至电平转换芯片VRB2405-10WR2的2引脚和1引脚，且2引脚和1引脚间并联两个钽电容CP11、C73和一个电容C74，VRB2405-10WR2的3引脚为转换后的电压VCC，5引脚为转换后的电压VCC的信号地GND，3引脚和5引脚间并联一个钽电容C75和一个电容C76，在28VGND与GND间串接零电阻Rw9；

VCC信号通过电感LW1滤波为VCC_F信号，GND信号通过电感LW2滤波成为数字地DGND信号；一路VCC_F信号通过电平转换芯片TPS70345PWP转换为+3.3V和+1.2V的电压信号；TPS70345PWP芯片的2引脚、3引脚、10引脚、11引脚和6引脚接VCC_F信号，7引脚、9引脚、1引脚、12引脚、13引脚和24引脚接DGND信号，VCC_F信号和DGND信号间并联四个电容C77、C78、C79和C80；22引脚和23引脚短接，为转换后的VCC3V3信号，与21引脚相连，并分别通过电阻R66和R67与8引脚、18引脚相连接，VCC3V3与DGND之间并联电容C81和钽电容C82；19引脚与5引脚短接；14引脚与15引脚短接，为转换后的VCC1V2信号，与16引脚直接相连，VCC1V2信号与DGND信号之间并联电容C83和钽电容C84；另一路VCC_F信号连接至TPS79325DVB的1引脚和3引脚，调压生成+2.5V的电压信号，TPS79325DVB的2引脚接DGND，与VCC_F之间串联电容C85，4引脚通过电容C87与DGND相连，5引脚为转换后的VCC2V5信号，通过钽电容C86与GND信号相连；

滤波电路的具体连接如下：VCC1V2信号与DGND信号间并联四个电容C10、C11、C12和C13，VCC2V5信号与DGND信号间并联四个电容C6、C7、C8和C9，VCC3V3信号与DGND信号之间并联九个电容C14、C15、C16、C17、C18、C19、C20、C21和C22；VCC1V2信号、VCC3V3信号和VCC2V5信号经滤波后共同作为FPGA的供电信号。

4.如权利要求1所述的一种基于FPGA的中小型火箭地面发射控制装置，其特征在于，发射控制系统复位电路的具体连接关系如下：

由芯片LTC2904/5完成，TLC2904/5芯片的8引脚接VCC3V3，并通过电容C23连接DGND，1引脚连接VCC2V5，并通过电容C24连接DGND，5引脚和7引脚短接后连接DGND；同时4引脚连接DGND，2引脚通过电容CW2连接DGND，3引脚输出为复位信号nRESET，并通过电阻R10接VCC3V3，同时3引脚通过电容CW1连接DGND，复位信号nRESET连接至XC3S250E-5TQ144C芯片的122引脚，当系统上电瞬间，复位信号nRESET产生，低有效，系统复位。

5.如权利要求1所述的一种基于FPGA的中小型火箭地面发射控制装置，其特征在于，FPGA的外围控制电路及其外围驱动电路具体连接为：所述的外围控制电路包括：上电时序控制电路和电压AD采集电路；

配置电平隔离转换芯片74LVC164245芯片：74LVC164245芯片的VCCA引脚和VCCB引脚分别接VCC3V3信号和VCC信号，28引脚、34引脚、39引脚和45引脚接DGND信号地，4引脚、10引脚、15引脚和21引脚接GND地信号，VCCA与其GND引脚间并联电容C42，VCCB与其GND引脚间并联电容C43，将接DGND，接GND，1DIR、2DIR分别通过上拉电阻R24、R25接VCC3V3，此时A端口配置为输入端口，B端口配置为输出端口；

74LVC164245芯片的配置完成后，通过主控计算机控制XC3S250E-5TQ144C芯片的IO口完成不同的任务，任务主要包括：控制弹上设备地面供电、弹上电池激活、弹上电池电压AD采集、转电、断电、地面点火和开启泄压阀门输出，具体分配过程如下：

XC3S250E-5TQ144C芯片的的74引脚和76引脚分别与74LVC164245芯片的1A1引脚和1A2引脚相连接，1B1引脚和1B2引脚输出地面点火发射控制信号DMZT_DRV1信号和DMZT_DRV2信号；用于控制地面点火；

地面点火的控制电路具体为：由2片芯片AQY282共同完成，采用双路冗余设计；2片AQY282芯片的IN1+引脚均分别通过电阻R29和R30接VCC，IN1-引脚分别接地面点火发射控制信号DMZT_DRV1信号和DMZT_DRV2信号，2个AQY282芯片的的OUT11引脚短接，连接至DMZT_RCG信号，同时2个芯片AQY282的OUT2引脚短接，连接至DMZT_AUXG；DMZT_RCG信号和DMZT_AUXG信号为地面点火供电电源的遥控开关信号，分别通过J30J-21TJWP7-J的1引脚、2引脚和3引脚、4引脚引入PCB板；当控制XC3S250E-5TQ144C芯片输出的地面点火发射控制信号DMZT_DRV1和DMZT_DRV2为高时，两路AQY282由导通变为不导通状态，DMZT_RCG信号与DMZT_AUXG信号断开，地面点火电源开启输出，完成点火功能；

点火成功后，发射控制系统开始检测导弹在位信号ZWJC，由光耦继电器TLP521-1芯片完成；ZWJC信号与地面供电电源28V+信号连接，通过T30J-9TJWP7芯片的7引脚引到弹上脱落插座，通过脱落插头返回在位检测回线ZWJC_RET信号，通过电连接器J30J-9TJWP7-J的9引脚返回PCB板；ZWJC_RET信号经过电阻R39连接至光耦继电器TLP521-1的1引脚，2引脚连接28VGND信号，1引脚和2引脚间并联电容C51和电阻R40，3引脚接GND信号，4引脚通过电阻R41接VCC，输出ZWJC_5V信号与74LVC4245芯片的4引脚连接，相应的输出引脚为20引脚连接至XC3S250E-5TQ144C芯片的128引脚；XC3S250E-5TQ144C芯片回传火箭顺利飞离发射架信息；

XC3S250E-5TQ144C芯片的81引脚接74LVC164245芯片的1A3引脚，同时通过1B3引脚输出地面供电控制信号DJDY_DRV；用于控制弹上设备地面供电；具体为：

采用AQY282芯片的IN1+引脚通过上拉电阻R31接至VCC，IN1-引脚接输出地面供电控制信号DJDY_DRV，OUT11引脚和OUT2引脚分别接地面供电电源遥控开关DJDY_RCG信号和DJDY_AUXG信号，DJDY_RCG信号通过电连接器J30J-21TJWP7-J芯片的5引脚和6引脚引入PCB板，DJDY_AUXG通过J30J-21TJWP7-J的7引脚和8引脚引入PCB板；通过地面供电控制信号DJDY_DRV控制AQY282芯片，从而控制电源遥控开关DJDY_RCG信号和DJDY_AUXG信号的通断，控制电源的输出；

XC3S250E-5TQ144C芯片的的83引脚接74LVC164245芯片的1A4引脚，通过74LVC164245芯片的1B4引脚输出弹上电池激活控制信号DCJH_DRV；用于控制弹上电池激活；

具体为：所述的弹上电池激活的控制电路具体为：采用AQY282芯片的1引脚通过上拉电阻R32接至VCC，2引脚接弹上电池激活控制信号DCJH_DRV，4引脚和3引脚分别接地面供电电源遥控开关DJDY_RCG信号和DJDY_AUXG信号，同样通过控制AQY282芯片的导通与否来控制电源的输出，原理与弹上设备地面供电控制电路一致；

XC3S250E-5TQ144C芯片的86引脚接74LVC164245芯片的1A5引脚，通过1B5输出转电控制信号ZDKZ_DRV；用于控制转电；

具体为：AQY275芯片的IN1+引脚通过上拉电阻R26接VCC，IN1-引脚接转电控制信号ZDKZ_DRV，OUT11引脚接地面供电电源KZ_28V+信号，OUT2引脚输出转电控制信号ZDKZ；通过J30J-21TJWP7-J的19引脚和20引脚引入PCB板，转电控制激励信号ZDKZ通过电连接器J30J-9TJWP7-J的1引脚送至弹上配电器，当ZDKZ信号为高时完成转电控制功能；

XC3S250E-5TQ144C芯片的正88引脚和负92引脚分别接74LVC164245的1A6引脚和1A7引脚，通过1B6引脚和1B7引脚输出分别为弹上紧急断电控制正信号DDKZ_DRV+和弹上紧急断电控制负信号DDKZ_DRV-；用于控制弹上紧急断电；具体为：

弹上紧急断电控制电路为：断电控制采用2片AQY275芯片完成控制任务，采用正负激励信号的双路控制，2片AQY275芯片的IN1+引脚分别通过上拉电阻R27和R42接至VCC，IN1-引脚分别接断电控制正信号DDKZ_DRV+和断电控制负信号DDKZ_DRV-，OUT11引脚分别接地面供电电源KZ_28V+和KZ_28V-信号，相应OUT2引脚输出为断电控制正激励信号DDKZ+信号和断电控制负激励信号DDKZ-信号，其中KZ_28V-信号为弹上设备地面供电电源输出负信号，通过J30J-21TJWP7-J的17和18引脚引入PCB板；2路AQY275同时导通，断电控制正负激励信号输出均为有效，分别通过编号为P5的J30J-9TJWP7-J芯片的7引脚和8引脚送至弹上配电器，完成弹上设备紧急断电控制功能；

XC3S250E-5TQ144C芯片的94引脚接74LVC164245芯片的1A8引脚，通过74LVC164245芯片的1B8引脚输出为泄压阀门控制信号XYF_FPGA1；用于开启泄压阀门输出；

弹上开启泄压阀门的控制电路设计具体如下：开启泄压阀门的供电信号采用软件和硬件的冗余设计，当用软件开关控制泄压阀的开启时，由双路的AQY275芯片完成，两个AQY275芯片的IN+引脚分别通过电阻R37和R38接VCC，IN1-引脚均接XYF_DRV，OUT11引脚均接KZ_28V+信号，OUT2引脚短接，通过电阻RW1输出泄压阀开启供电正信号XYF1，XYF1信号与KZ_28V-信号一起作为泄压阀开启的供电信号，分别通过J30J9TJWP7-J芯片的1引脚、2引脚和5引脚、6引脚输出到弹上泄压阀；当XYF_DRV为低电平时，AQY275芯片导通，XYF1输出有效，开启弹上泄压阀门；

当用硬件开关控制泄压阀的开启时，首先通过隔离芯片DCP010515BP芯片调压生成开关电压信号XYF_15V和XYF_GND；

XYF_15V信号通过编号为P2的J30J-9TJWP7-J芯片的1引脚和2引脚接至地面控制盒的硬件开关S1的一端，开关S1的另一端输出为泄压阀硬件开关控制信号XYF_KZ，通过编号为P2的J30J-9TJWP7-J的3引脚和4引脚引入PCB板，XYF_KZ信号经过电阻R80连接至光耦继电器TLP521-1芯片的1引脚，TLP521-1芯片的2引脚接硬件控制信号的参考地XYF_GND信号，1引脚和2引脚间并联电容C115和电阻R81；TLP521-1芯片的3引脚接GND，4引脚通过上拉电阻R82接至VCC，4引脚输出为硬件开关S1产生的开启泄压阀门控制信号XYF_5V，分为两路：

一路XYF_5V信号连接至三孔插针J2的第3引脚，XC3S250E-5TQ144C芯片控制产生的开启泄压阀门控制信号XYF_FPGA1接三孔插针J2的第1引脚，三孔插针J2的第2引脚为XYF_DRV信号，XYF_FPGA1信号和XYF_DRV信号和XYF_5V信号短接，当XYF_FPGA1拉低时，XYF_DRV信号为低，AQY275芯片导通，泄压阀开启供电正信号XYF1有效，泄压阀开启；

当硬件开关S1闭合时，XYF_KZ信号为高，光耦继电器TLP521-1导通，XYF_5V信号和XYF_DRV信号为低，AQY275芯片导通，泄压阀开启供电正信号XYF1有效，泄压阀开启；从而形成双路冗余设计；

另一路XYF_5V信号接至74LVC4245芯片的3引脚，通过74LVC4245的21引脚与XC3S250E-5TQ144C芯片的136引脚连接；当XC3S250E-5TQ144C芯片检测到开关闭合时，XC3S250E-5TQ144C芯片自动把XYF_FPGA1拉低，因此开关S1闭合时XYF_FPAG1信号和XYF_DRV信号和XYF_5V信号都为低，开启泄压阀门；

XC3S250E-5TQ144C芯片的2引脚、4引脚和7引脚、14引脚和16引脚、20引脚用于控制三组弹上电池的电压AD采集；

具体分布如下：2引脚和4引脚接74LVC164245芯片的2A1引脚和2A2引脚，通过74LVC164245芯片的2B1引脚、2B2引脚输出为第一组弹上电池电压AD采集控制信号KZDC_DRV1和KZDC_DRV2；

7引脚和14引脚接74LVC164245芯片的2A3引脚和2A4引脚，通过74LVC164245芯片的2B3引脚、2B4引脚输出为第二组弹上电池电压AD采集控制信号DJDC_DRV1和DJDC_DRV2；

16引脚和20引脚接74LVC164245芯片的2A5引脚和2A6引脚，通过74LVC164245芯片的2B5引脚和2B6引脚输出为第三组弹上电池电压AD采集控制信号HGDC_DRV1和HGDC_DRV2；

另外，74LVC164245芯片的2A7引脚、2A8引脚分别与XC3S250E-5TQ144C芯片的112引脚、116引脚相连接，为备用的AD采集控制信号，2B7引脚、2B8引脚为备用的输出控制信号RESV1_5V和RESV2_5V；

弹上电池电压AD采集电路具体连接为：

三组电池的电压AD采集均采用AQW215芯片双路光电继电器控制，第一组弹上电池电压AD采集的AQW215芯片的IN1+引脚和IN2+引脚都通过的上拉电阻接至VCC信号，IN1-引脚、IN2-引脚分别接第一组弹上电池电压AD采集控制信号KZDC_DRV1和KZDC_DRV2；OUT11引脚接弹上第一组供电电池正DCDY1_28V信号，并通过编号为P6的J30J-9TJWP7-J电连接器的3引脚将DCDY1_28V信号引入PCB板；OUT12引脚相应输出为第一组电池的电压正信号，与DC_IN+信号连接；OUT21引脚接弹上第一组供电电池负KZGND；OUT22引脚相应输出为第一组电池的电压负信号，与DC_IN-信号连接；

第三组电池的AQW215芯片的IN1+引脚、IN2+引脚都通过上拉电阻接至VCC信号；IN1-引脚、IN2-引脚分别接第三组弹上电池电压AD采集控制信号HGDC_DRV1和HGDC_DRV2；OUT11引脚接弹上第三组供电电池正DCDY3_28V信号，并通过编号为P6的J30J-9TJWP7-J电连接器的5引脚将DCDY3_28V信号引入PCB板；OUT12引脚相应输出为第三组电池电压信号，与DC_IN+信号连接；OUT21引脚接弹上第三组供电电池负HGGND信号，并通过编号为P6的J30J-9TJWP7-J电连接器的6引脚将HGGND信号引入PCB板；OUT22引脚相应输出为第三组电池电压信号，与DC_IN-信号连接；

第二组电池的AQW215芯片的IN1+引脚、IN2+引脚都通过上拉电阻R17和R18接至VCC信号；IN1-引脚、IN2-引脚分别接第二组弹上电池电压AD采集控制信号DJDC_DRV1、DJDC_DRV2；OUT11引脚接弹上第二组供电电池正DCDY2_48V信号，并通过编号为P6的J30J-9TJWP7-J电连接器的4引脚DCDY2_48V信号引入PCB板，OUT12引脚相应输出为第二组电池电压信号，与DC_IN+信号连接；OUT21引脚接弹上第二组供电电池负DJGND信号，并通过编号为P6的J30J-9TJWP7-J电连接器的2引脚将DJGND信号引入PCB板，OUT22引脚相应输出为第二组电池电压信号，与DC_IN-连接；

DC_IN+和DC_IN-经过运算放大器TL061BCD进入AD7895-10进行AD转换，运算放大器被设置为电压跟随器，为了提高输入电压质量，对其输入进行补偿设计，+15VAD、-15VAD电压信号由隔离芯片DCP100515DBP调压生成；具体设计如下：

运算放大器TL061BCD的3引脚通过电容C29与AGND连接同时连接AQW215芯片的DC_IN+信号；TL061BCD芯片的2引脚与输出6引脚短接，7引脚接+15VAD信号，4引脚接-15VAD信号，5引脚通过电阻RP1与-15VAD信号连接，1引脚通过RP2与-15VAD信号连接，6引脚为运放的输出引脚，与AD7985-10的2引脚连接；

AD7985-10芯片的3引脚接AGND，8引脚接+5VAD电压信号，3引脚与8引脚之间并联电容C30；1引脚接参考电压+2.5V信号；参考电压+2.5V信号由芯片ADR381调压产生，ADR381的VSS引脚接AGND，IN引脚接+5VAD电压信号，IN引脚与AGND间并联两个电容C33和电容C34，OUT引脚输出为+2.5V的参考电压信号，与AGND间并联两个电容C31和电容C32；

AD7895-10芯片的4引脚为外部时钟输入端，与ADuM1412芯片的13引脚连接，通过ADuM1412芯片的4引脚与编号为U1D的XC3S250E-5TQ144C芯片的31引脚连接；AD7895-10芯片的5引脚为采集结果输出端，与ADuM1412芯片的11引脚连接，通过ADuM1412芯片的6引脚与编号为U1D的XC3S250E-5TQ144C的35引脚连接；AD7895-10芯片的6引脚为AD转换完成输出，与ADuM1412芯片的12引脚连接，通过ADuM1412芯片的5引脚与编号为U1D的XC3S250E-5TQ144C的33引脚连接；AD7895-10芯片的7引脚为AD采集转换的控制输入，与ADuM1412芯片的14引脚连接，通过ADuM1412芯片的3引脚与编号为U1D的XC3S250E-5TQ144C的25引脚连接；

ADuM1412为电平隔离转换芯片，1引脚和7引脚均接VCC3V3信号，2引脚和8引脚均接DGND信号，且1引脚与2引脚间并联一个电容C40，16引脚和10引脚均接+5VAD信号，15引脚和9引脚均接AGND信号，且16引脚和9引脚间并联电容C41，AD采集电路连接完成。

6.如权利要求1所述的一种基于FPGA的中小型火箭地面发射控制装置，其特征在于，所述的RS422隔离转电电路主要采用RS422隔离收发器ADM2582芯片，完成XC3S250E-5TQ144C芯片与主控计算机进行智能RS422通信；设计具体如下：

ADM2582芯片的12引脚短接19引脚输出隔离电源信号VISO1+，11引脚、14引脚、16引脚和20引脚短接后输出ISOGND1信号，12引脚与11引脚间并联钽电容C67，19引脚与20引脚并联电容C66，ISOGND1信号通过零电阻R58接DGND；DM2582芯片的18引脚为数据输入同相端422_RxD+，通过电阻R55接VISO1+，17引脚为数据输入反相端422_RxD-，通过电阻R57与ISOGND1连接，同时17引脚与18引脚之间并联终端电阻R56，13引脚接数据输出同相端422_TxD+，15引脚为数据输出反相端422_TxD-；

ADM2582的2引脚和8引脚接VCC3V3，1引脚、3引脚、9引脚和10引脚接数字地信号DGND，且1引脚和2引脚间并联两个电容C64和C65；

ADM2582芯片的4引脚为其数据输出引脚，输出信号422_RxD信号，接编号为U1C的XC3S250E-5TQ144C芯片的44引脚，为XC3S250E-5TQ144C芯片的数据输入引脚；5引脚为ADM2582芯片的接收使能引脚，接DGND，使ADM2582芯片能够随时接收主控计算机的数据并通过4引脚传送给XC3S250E-5TQ144C芯片；7引脚为ADM2582芯片的发送输入引脚，输出信号422_TxD信号，接编号为U1C的XC3S250E-5TQ144C芯片的53引脚；6引脚为ADM2582芯片的发送使能控制引脚，输出422_DE信号，接编号为U1C的XC3S250E芯片的51引脚，XC3S250E-5TQ144C芯片通过控制输出422_DE信号为高电平时，ADM2582芯片完成数据的发送；

422_RxD+信号端、422_RxD-信号端、ISOGND信号地、1422_TxD-信号端、422_TxD+信号端分别连接至编号为P1的J30J-25TJWP7-J电连接器的21引脚、22引脚、23引脚、24引脚和25引脚，与主控计算机的RS422端口对应连接即可完成主控计算机与XC3S250E-5TQ144C芯片的RS422隔离通信。

7.如权利要求1所述的一种基于FPGA的中小型火箭地面发射控制装置，其特征在于，所述的RS422中继电路的设计如下：

RS422中继电路分为两种，以ADM2582芯片为核心和以ADuM1201为核心；

1)以ADM2582为核心的422中继电路具体为：由DCP010505BP芯片、MAX490芯片和ADM2582芯片完成，DCP010505BP芯片用于调压生成供电电压信号ZKJ422_+5V和ZKJ422_GND；

DCP010505BP芯片的1引脚接VCC，2引脚接GND，且1引脚与2引脚间并联两个电容C92和C93，5引脚输出为ZKJ422_GND信号，6引脚输出为ZKJ422_+5V信号，5引脚与6引脚间并联两个电容C94、C95和电阻R71，5引脚与7引脚间并联两个电容CP7、CP8和电阻RP6，ZKJ422_+5V信号与ZKJ422_GND信号间并联电容Cw8；

MAX490芯片为串行通信收发器，8引脚输出数据正向输入端信号ZCJ422_Rx+，通过电阻R61接ZKJ422_+5V信号，7引脚输出数据反相输入端信号ZCJ422_Rx-，通过电阻R59接ZKJ422_GND信号，且7引脚与8引脚间并联终端电阻R60，6引脚输出数据反相输出端信号ZCJ422_Tx-，5引脚输出数据正相输出端信号ZCJ422_Tx+，1引脚接ZKJ422_+5V信号，4引脚接ZKJ422_GND信号，2引脚为MAX490芯片的数据输出端，连接至ADM2582芯片的7引脚，3引脚为MAX490芯片的数据输入端，连接至ADM2582芯片的4引脚；

ADM2582芯片的2引脚和8引脚连接ZKJ422_+5V信号，1引脚、3引脚、9引脚和10引脚连接至ZKJ422_GND信号地，1引脚和2引脚间并联两个电容C110和C111，5引脚接ZKJ422_GND，6引脚接ZKJ422_+5V信号，12引脚为ADM2582芯片隔离电源供电输出ZKJ_VISO1+信号，与19引脚短接，11引脚、14引脚、16引脚和20引脚为RS422总线端地信号GND5，19引脚与20引脚间并联电容C112，12引脚与11引脚间并联钽电容C113，18引脚为输入同相端信号422_Rx1+，通过电阻R63连接ZKJ_VISIO1+信号，17引脚为输入反相端信号422_Rx1-，通过电阻R65接GND5，且17引脚与18引脚间并联终端电阻R64，13引脚为数据正相输出端信号422_Tx1+，15引脚为数据反相输出端信号422_Tx1-；

ZCJ422_Rx+信号端、ZCJ422_Rx-信号端、ZKJ422_GND信号地、ZCJ422_Tx-信号端、ZCJ422_Tx+信号端分别通过编号为P1的J30J-25TJWP7-J电连接器的5引脚、4引脚、3引脚、2引脚、1引脚与主控计算机RS422接口连接；

422_Tx1+信号端、422_Tx1-信号端、GND5信号地、422_Rx1+信号端、422_Rx1-信号端分别通过编号为P4的J30J-21TJWP7-J电连接器的1引脚、2引脚、3引脚、4引脚、5引脚与弹上RS422接口连接，顺利完成主控计算机与弹上设备的RS422通信；

2)以ADuM1201为核心的RS422中继电路，由DCP010505BP芯片、7805芯片、MAX490芯片和ADuM1201芯片完成；DCP010505BP芯片和7805芯片用于调压生成中继电路中的供电信号；

具体为：DCP010505BP芯片的1引脚接VCC，2引脚接GND，1引脚和2引脚间并联两个电容C88和C89；5引脚输出为YC422_GND信号，6引脚输出为YC422_+5V信号，5引脚和6引脚间并联两个电容C90、C91和电阻R70；7引脚与5引脚间并联两个电容CP5、CP6和电阻RP5，YC422_+5V信号与YC422_GND信号间并联2个0.1uF的电容C52和C53；

7805芯片的1引脚接28V+信号，2引脚接28VGND信号，1引脚和2引脚间并联钽电容C62和电容C60，；3引脚输出为+5V_COM信号，且与28VGND信号间并联钽电容C63和3个电容C61、C55和C54；

MAX490芯片为主控计算机端的串行通信收发器，5引脚为数据同相输出端信号YC422_Tx2+，6引脚为数据反相输出端信YC422_Tx2-，7引脚为数据反相输入端信号YC422_Rx2-，通过电阻R43接YC422_GND信号，8引脚为数据正相输入端信号YC422_Rx2+，通过电阻R45接YC422_+5V信号，7引脚与8引脚间并联终端电阻R44，4引脚接YC422_GND信号；1引脚接YC422_+5V信号；3引脚DI端为数据的输入端，接ADuM1201芯片的2引脚；2引脚RO端为数据输出端，接ADuM1201的3引脚；

ADuM1201芯片的1引脚接YC422_+5V信号，4引脚接YC422_GND信号，8引脚接+5V_COM信号，5引脚接28VGND信号，7引脚为数据输入端，接MAX490芯片的2引脚，6引脚为数据输出端，接MAX490芯片的3引脚；

MAX490芯片为后端与弹上RS422接口连接的收发器，其中1引脚接+5V_COM信号，4引脚接28VGND，8引脚为数据正相输入端信号422_Rx2+，通过电阻R46接+5V_COM信号，7引脚为数据反相输入端422_Rx2-信号，通过电阻R48接28VGND信号，，且7引脚和8引脚间并联终端电阻R47，6引脚为数据反相输出端信号422_Tx2-，5引脚为数据正相输出端信号422_Tx2+；

YC422_+5V信号与YC422_GND信号间并联两个电容C52和C53；+5V_COM信号与28VGND信号间并联两个电容C54和C55；

YC422_Tx2+Ω信号、YC422_Tx2-Ω信号、YC422_GNDΩ信号、YC422_Rx2-Ω信号、YC422_Rx2+Ω信号分别通过编号为P1的J30J-25TWP7-J的11引脚、12引脚、13引脚、14引脚、15引脚与主控计算机上的RS422接口连接，422_Rx2-信号、422_Rx2+信号、28VGND信号、422_Tx2+信号、422_Tx2-信号分别通过编号为P4的J30J-21TJWP7-J的12引脚、13引脚、14引脚、15引脚、16引脚与弹上的RS422接口连接，自动完成主控计算机与弹上设备的RS422通信中继功能。

8.如权利要求1所述的一种基于FPGA的中小型火箭地面发射控制装置，其特征在于，所述的地面电源全断电控制电路为：首先由DCP010515BP芯片调压产生用于地面输出全断电的开关电压信号PD_15V信号和PD_GND信号，PD_15V信号通过编号为P2的J30J-9TJWP7-J电连接器的6引脚和7引脚接至地面控制盒硬件开关S2的一端，硬件开关S2的另一端输出为PowerDown_KZ信号，PowerDown_KZ信号通过电阻R34接光耦继电器TLP521-1的1引脚，TLP521-1的2引脚接PD_GND信号，1引脚和2引脚间并联电容C50和电阻R35，3引脚接GND，4引脚通过上拉电阻R36接VCC，输出PowerDown_5V信号，PowerDown_5V信号接至74LVC4245芯片的5引脚，19引脚相应的输出PowerDown_3V3信号，与XC3S250E-5TQ144C芯片的89引脚连接；地面电源全断电信号PD_15V由DCP010515BP调压生成；

初始时PowerDown_5V信号为高电平，当开关S2闭合时，PowerDown_KZ为高，光耦继电器TPL521-1导通，PowerDown_5V信号与GND连接变为低电平，XC3S250E-5TQ144C芯片检测到开关S2按下，根据内部硬件逻辑禁止除地面供电电源外的所有开关电源输出，完成控制任务。