CN107037750A

CN107037750A - 基于tms320f28335的导弹发射控制方法及系统

Info

Publication number: CN107037750A
Application number: CN201611146611.2A
Authority: CN
Inventors: 杨振
Original assignee: Shanghai Institute of Electromechanical Engineering
Current assignee: Shanghai Institute of Electromechanical Engineering
Priority date: 2016-12-13
Filing date: 2016-12-13
Publication date: 2017-08-11

Abstract

本发明提供了一种基于TMS320F28335的导弹发射控制方法及系统，包括：选取DSP芯片TMS320F28335作为执行设备控制模块的控制核心，通过CAN总线与管理设备进行通信，采用装订参数的方式来配置输入输出端口以及供电方式和发射流程，实现对导弹的供电、点火控制可以通过装订参数自由调配的目的。本发明中的方法和系统能够实现导弹发射的通用化控制，整个控制系统的结构简单，控制精度高，有效提高了导弹发射控制系统的可靠性。

Description

基于TMS320F28335的导弹发射控制方法及系统

技术领域

本发明涉及导弹发射控制领域，具体地，涉及基于TMS320F28335的导弹发射控制方法及系统。

背景技术

导弹的发射由导弹发控系统进行控制，一般包含供电和点火两个过程。供电是指在导弹发射前将地面电源设备接入导弹并使导弹处于正常供电状态。点火是指在得到导弹发射指令后，将点火电源接入导弹，并按照预定的发射流程依次控制点火电路点燃各个点火步骤的火工品，最后点燃导弹的发动机，将导弹发射出去。导弹发控系统一般由管理设备、执行设备、电源设备、电缆网等组成。执行设备接收来自管理设备的命令，对导弹进行供电和点火操作，是导弹发射控制的执行终端。执行设备中包含与导弹一一对应的控制模块，一般采用DSP芯片作为控制模块的控制核心，通过输出端口控制继电器动作，将供电或者点火电源接入电路，从而实现导弹的加电和断电以及各路火工品的点火；同时通过输入端口、光耦、逻辑芯片、接口芯片等采集导弹的供电、点火返回信号用于供电点火结果的判定。

目前，由于不同类型导弹的供电方式和点火程序不尽相同，不同导弹发控系统都有各自的发射控制方法，且往往不能够相互兼容。而当前武器装备的发展中，对装备的通用化提出了很高的要求，有必要采用通用化的发射控制方法，进一步提高武器系统的作战效能。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种基于TMS320F28335的导弹发射控制方法及系统。

根据本发明提供的基于TMS320F28335的导弹发射控制方法，包括如下步骤：

步骤1：建立基于TMS320F28335芯片的导弹发射控制系统；

步骤2：通过CAN总线获取导弹发射控制系统中管理设备的装订参数以及控制命令，并将参数装订结果以及执行设备的执行结果反馈给管理设备；

步骤3：根据参数装订结果配置执行设备控制模块的输入输出端口，并设置与所需发射导弹类型相匹配的供电方式以及发射流程。

优选地，所述步骤1中的基于TMS320F28335芯片的导弹发射控制系统中通过执行设备控制模块接收来自管理设备的控制命令，完成对导弹的供电和点火操作；通过执行设备控制模块的输出端口控制继电器动作，接入或者断开供电电源或者点火电源，实现导弹的供电、断电以及各路火工品的点火操作；并将输入端口采集到的导弹的供电、点火情况反馈给管理设备。

优选地，所述步骤1包括：选取DSP芯片TMS320F28335作为执行设备控制模块的控制核心，通过TMS320F28335的定时器实现以导弹发射时刻为时间起点的系统时间基准的建立以及特定事件发生时间或者间隔时间的采集记录；通过TMS320F28335的通用IO端口实现导弹弹位号、在位情况、供电、点火情况的采集，以及供电、点火控制信号的输出；通过TMS320F28335的ECAN模块实现执行设备控制模块与管理设备之间的通信。

优选地，还包括步骤4：参数装订完毕并通过校验后，将步骤3中的参数装订结果锁存于存储器中，用于实现任意方式的供电和点火控制。

根据本发明提供的基于TMS320F28335的导弹发射控制系统，包括：管理设备、执行设备、电源设备、电缆网；在发射准备过程中，管理设备用于控制电源设备为执行设备提供工作电源，并根据所需发射的导弹类型，为执行设备控制模块装订参数；在导弹发射过程中，管理设备为执行设备提供导弹加电、断电、发射控制命令；执行设备控制模块接收到命令，通过装订参数执行控制命令，对执行结果进行检测并回告管理设备；管理设备、执行设备、电源设备通过电缆网相互连接。

优选地，所述执行设备控制模块还用于接收来自管理设备的控制命令，完成对导弹的供电和点火操作；通过执行设备控制模块的输出端口控制继电器动作，接入或者断开供电电源或者点火电源，实现导弹的供电、断电以及各路火工品的点火操作；并将输入端口采集到的导弹的供电、点火情况反馈给管理设备。

优选地，选取DSP芯片TMS320F28335作为执行设备控制模块的控制核心。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

本发明提供的基于TMS320F28335的导弹发射控制方法及系统能够实现导弹发射的通用化控制，整个控制系统的结构简单，控制精度高，有效提高了导弹发射控制系统的可靠性。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明提供的导弹发射控制系统中各设备的连接关系示意图。

图2为本发明提供的DSP芯片TMS320F28335各个功能模块与导弹发射控制系统中其他设备以及导弹的连接关系示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。

在本发明提供的基于TMS320F28335的导弹发射控制方法中选取DSP芯片TMS320F28335作为执行设备控制模块的控制核心，通过CAN总线与管理设备进行通信，采用装订参数的方式来配置输入输出端口以及供电方式和发射流程，实现对导弹的供电、点火控制可以通过装订参数自由配置的目的。

具体地，使用TMS320F28335芯片的定时器、通用IO端口、ECAN模块等功能；使用CAN总线与管理设备进行通信，获得管理设备的装订参数、供电、发射等控制命令，将参数装订结果、供电、点火的结果反馈给管理设备。采用装订参数的方式来配置输入输出端口以及供电方式和发射流程，参数装订完毕并通过校验后，将其锁存在存储器中，用于实现任意方式的供电、点火控制。

装订参数及其代表意义：

目前所知的导弹最多涉及3路供电，4路点火。本发明设置4路供电控制回路和8路点火控制回路，分别记为：供电1、供电2、供电3、供电4、点火1、点火2、点火3、点火4、点火5、点火6、点火7、点火8。下面以供电1和点火1为例说明两种发射控制所需配置的参数及其代表意义。

1)供电1的配置参数：

a.供电有效字：1字节(8bit)，bit1～bit4分别表示供电1～供电4的使能状态，1代表启用该路供电，0代表禁用该路供电。bit5～bit8无效。例如bit1的值是1则代表启用供电1，是0代表禁用供电1。

b.供电1控制端口号：1字节，用来配置控制供电1输出的IO端口号。

c.供电1检测端口号：1字节，用来配置检测供电1是否输出到导弹的IO端口号。

d.供电1间隔时间：2字节，用来配置供电1输出相对于收到导弹加电命令后延迟的时间，单位ms。

2)点火1的配置参数：

a.点火有效字：1字节，bit1～bit8表示点火1～点火8的使能状态，1代表启用该路点火，0代表禁用该路点火。例如bit1是1代表启用点火1，是0代表禁用点火1。

b.发射方式选择：1字节，用0x00代表连续发射，只响应发射保险解除命令，在确认该命令有效后，自动执行后续点火步骤；0xFF代表非连续发射，需要收到点火有效字中启用的点火对应的发射命令才执行该步点火操作。

c.点火1第一控制端口号：1字节，用来配置控制点火1输出的IO端口号。

d.点火1第二控制端口号：1字节，用来配置控制点火1输出的IO端口号；一路点火可能需要驱动多于1路继电器动作，本发明每路点火可配置2路控制输出。

e.点火1第一检测端口号：1字节，用来配置检测点火1是否输出到导弹的IO端口号。

f.点火1第二检测端口号：1字节，用来配置检测点火1是否点燃了火工品，完成了该步骤点火的IO端口号。

g.点火1间隔时间：2字节，用来配置点火2输出相对于点火1输出延迟的时间，单位ms。

h.点火1维持时间：2字节，用来配置点火1控制输出维持有效电平的时间，若为FFFF表示非脉冲式点火，控制输出一直保持有效电平直到系统复位；若点火1被禁用，该参数为0；其他数值表示脉冲式点火，点火1将维持该段时间后输出无效电平，单位ms。

i.点火1起始检测时间：2字节，用于配置开始检测点火1否输出到导弹相对于收到点火1命令的时间，单位ms

j.点火1最长检测时间：2字节，用于配置判断点火1没有输出到导弹相对于收到点火1命令的时间，单位ms

以上参数就可以完全配置1路供电和1路点火的全部信息。除此之外还有若干参数需要单独装订：

a.检测弹动第一信号端口号：1字节，用来配置检测弹动第一信号是否处于正常状态的IO端口号。一般导弹均设有弹动检查装置，用于检查导弹在发射箱(筒)中是否处于正常位置。本发明可配置2个弹动检查端口。

b.检测弹动第二信号端口号：1字节，用来配置检测弹动第二信号是否处于正常状态的IO端口号。

c.检测导弹在位信号端口号：1字节，用来配置检测导弹是否在位的IO端口号。

d.发射故障时间：2字节，用来配置判断一次发射是否成功的最长时间，以开始发射流程开始为时间零点，单位ms。

DSP芯片TMS320F28335的输入输出端口分配：

TMS320F28335共有88个输入输出端口，定义为GPIO0～GPIO87。本发明将GPIO18配置为ECAN的接收引脚、将GPIO19配置为发送引脚。

一般导弹发控系统根据导弹的挂载数量来分配弹位号识别线，如挂载8发导弹则配置3根识别线，通过在发射箱(筒)上将识别线与地线短接来实现0，将识别线悬空来实现1，从而产生000、001……110、111这8种不同的弹位识别信号。本发明可配置5个弹位号识别端口，从低位到高位依次记为GPIO0～GPIO4，本发明最多可以适应识别32发导弹的需求。根据32种不同的弹位号，可以设置32个不同的发送ID号，分别定义为ID1～ID32。每个控制模块根据读入的弹位号，设定对应的发送ID号，并以此作为自身在CAN总线中的身份标识。

此外，4路供电需要4个输入端口和4个输出端口，8路点火需要16个输入端口和16个输出端口，弹动检测需要2个输入端口。这些端口可以从GPIO5～GPIO17、GPIO20～GPIO87中通过已经装订的参数任意选择。

参数的装订方法：

首先执行设备控制模块上电，TMS320F28335芯片完成内核初始化、定时器初始化、部分GPIO初始化(主要是ECAN用到的GPIO18、GPIO19和获取弹位号的GPIO0～GPIO4)、读取弹位号并确定发送ID号、ECAN模块初始化后，等待管理设备发送参数，并每秒给管理设备发送一帧心跳报文。管理设备收到心跳报文后，开始逐帧发送参数和校验结果(本发明采用CRC校验)，每帧数据间隔5ms发送。全部参数接收完毕并通过校验后，TMS320F28335芯片将参数存储并锁存起来。

参数的使用方法：

参数装订完毕后，首先根据参数进行其他GPIO端口的初始化。将供电检测端口、点火检测端口、弹动信号检测端口、导弹在位信号检测端口设置为输入端口。将供电控制端口、点火控制端口设置为输出端口。初始化结束后，采集导弹在位检测端口和弹动信号检测端口(若已配置)。若导弹在位且弹动信号正常，则等待导弹供电令以及后续发射令，否则不响应任何命令并回告故障。

在收到导弹加电令时，执行设备控制模块首先查询供电有效字，按照参数配置控制相应端口输出，给导弹加电，并对加电结果进行检测。

在收到导弹发射命令(需提前配置为点火1～点火8中的一路)时，首先查询点火有效字和发射方式选择，按照参数配置控制相应端口输出，点燃火工品，对点火操作执行结果以及点火最终结果进行检测，并以此作为是否执行下一步点火操作的判据。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims

1.一种基于TMS320F28335的导弹发射控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：建立基于TMS320F28335芯片的导弹发射控制系统；

2.根据权利要求1所述的基于TMS320F28335的导弹发射控制方法，其特征在于，所述步骤1中的基于TMS320F28335芯片的导弹发射控制系统中通过执行设备控制模块接收来自管理设备的控制命令，完成对导弹的供电和点火操作；通过执行设备控制模块的输出端口控制继电器动作，接入或者断开供电电源或者点火电源，实现导弹的供电、断电以及各路火工品的点火操作；并将输入端口采集到的导弹的供电、点火情况反馈给管理设备。

3.根据权利要求1或2所述的基于TMS320F28335的导弹发射控制方法，其特征在于，所述步骤1包括：选取DSP芯片TMS320F28335作为执行设备控制模块的控制核心，通过TMS320F28335的定时器实现以导弹发射时刻为时间起点的系统时间基准的建立以及特定事件发生时间或者间隔时间的采集记录；通过TMS320F28335的通用IO端口实现导弹弹位号、在位情况、供电、点火情况的采集，以及供电、点火控制信号的输出；通过TMS320F28335的ECAN模块实现执行设备控制模块与管理设备之间的通信。

4.根据权利要求1所述的基于TMS320F28335的导弹发射控制方法，其特征在于，还包括步骤4：参数装订完毕并通过校验后，将步骤3中的参数装订结果锁存于存储器中，用于实现任意方式的供电和点火控制。

5.一种基于TMS320F28335的导弹发射控制系统，其特征在于，包括：管理设备、执行设备、电源设备、电缆网；在发射准备过程中，管理设备用于控制电源设备为执行设备提供工作电源，并根据所需发射的导弹类型，为执行设备控制模块装订参数；在导弹发射过程中，管理设备为执行设备提供导弹加电、断电、发射控制命令；执行设备控制模块接收到命令，通过装订参数执行控制命令，对执行结果进行检测并回告管理设备；管理设备、执行设备、电源设备通过电缆网相互连接。

6.根据权利要求5所述的基于TMS320F28335的导弹发射控制系统，其特征在于，所述执行设备控制模块还用于接收来自管理设备的控制命令，完成对导弹的供电和点火操作；通过执行设备控制模块的输出端口控制继电器动作，接入或者断开供电电源或者点火电源，实现导弹的供电、断电以及各路火工品的点火操作；并将输入端口采集到的导弹的供电、点火情况反馈给管理设备。

7.根据权利要求5或6所述的基于TMS320F28335的导弹发射控制系统，其特征在于，选取DSP芯片TMS320F28335作为执行设备控制模块的控制核心。