火箭炮配电箱在火箭炮作战使命完结进程中起着极其重要的效果，它首要对火箭炮的凹凸和方向调炮及左右千斤顶放列、撤收进行配电操控。现在，火箭炮配电箱运用的操控器材仍是传统的接触器，这类器材触点在切换进程中极简略呈现触点发热、粘接、卡死，形成配电动作失利，存在毛病危险时难以发现;一起，配电箱为减小大功率电机发动时的冲击电流，选用串联发动电阻限流的办法，当电机过载时，极易烧坏发动电阻，形成配电箱无法作业，这些问题严重影响了配电箱的牢靠运用，直接影响火箭炮作战使命的完结。依据此，亟需改善火箭炮现有配电箱，规划新式智能配电箱来处理现有配电箱存在的问题，使火箭炮配电朝着主动化和智能化方向改变。配电操控模块是智能配电箱的操控单元，本文依据LPC2119规划配电操控模块。
配电操控模块总体规划
智能配电箱首要由配电操控模块、智能配电模块、CAN总线通讯模块和LIN总线通讯模块等组成。配电操控模块是智能配电箱的操控单元，首要担任办理智能配电模块，监控用电负载的运转状况，一起经过双CAN冗余通道与上位机进行数据通讯，完结火箭炮配电箱的数字化、智能化办理。配电操控模块结构组成如图1所示，它以嵌入式微处理器LPC2119为操控中心，首要由CAN收发器、LIN收发器、输入接口、输出接口和电源模块等组成。
图1配电操控模块结构组成图
配电操控模块选用ARM7TDMI版别的LPC2119微处理器作为操控中心，该微处理器将许多外围功用集成到了芯片内部，性价比高;选用存储器FM24C64存储智能配电模块的装备参数信息;配电操控模块各种通讯接口由专用的接口芯片来担任处理;CAN总线接口首要担任与上位机进行信息交互，LIN总线接口首要担任操控和办理智能配电模块;串口部分首要预留体系升级、信息装备、读取及修正等。
配电操控模块上电后，从存储器中读取配电箱装备信息，依据信息对智能配电模块进行核对和辨认，完结信息分配初始化作业;实时扫描智能配电模块输出电流、电压和温度参数，呼应CAN总线显现操控指令，上传配电箱作业状况信息至上位机。配电操控模块首要性能包括：①通讯协议选用CAN 2.0B，具有两路CAN通讯接口，完结CAN总线的冗余备份;②具有LIN通讯接口，通讯协议选用LIN 2.0，完结对一切智能配电模块的操控;③主动辨认智能配电模块，进行模块参数主动下载，便利快速替换、修理智能配电模块;④上位机经过CAN总线可以拜访配电操控模块，完结对智能配电箱的维护和检修;⑤微处理器经过CAN总线可以上传配电状况参数和配电箱毛病信息等。
微处理器LPC2119选型
嵌入式微处理器是配电操控模块的中心部件。本文在归纳考虑CAN总线和LIN通讯要求，以及处理器性价比、功用完善等方面要素的基础上，挑选Philips公司的LPC2119微处理器作为配电操控模块的中心。LPC2119是一个支撑实时仿真和盯梢的32位ARM7TDMI-S核，并带有128K片内FLASH、16K SRAM、双CAN总线操控器、片内Boot装载程序完结ISP和IAP、2个UART通用串口等。LPC2119满意本规划对存储、CAN总线和LIN总线的收发以及参数设置等需求，而且双CAN总线操控器为体系的冗余规划供给了便利，LPC2119将处理器内核与CAN操控器模块集成在一起，增强了该芯片的功用，不只使CAN总线的通讯具有更高的牢靠性，而且在硬件电路规划时不需再考虑选用何种CAN操控器，只需添加CAN收发器即可完结CAN总线通讯，简化了硬件结构，降低了本钱。
存储器电路规划
本规划选用存储器FM24C64存储智能配电模块的装备参数信息，FM24C64是选用先进的铁电技能制作的64K位非易失性存储器。铁电随机存储器(FRAM)具有非易失性，且可以像RAM相同快速读写，数据在掉电后可以保存十年，比较EEPROM或其他非易失性存储器，FRAM具有牢靠性高、结构简略等许多长处。与EEPROM系列不同的是，FM24C64以总线速度进行写操作，无须延时，数据发到FM24C64后直接写到详细的单元地址，下一个总线操作可以当即开端。FM24C64可以支撑1万亿次读写次数，是EEPROM的1百万倍。
FM24C64非易失性铁电随机存储器的特性包括：①作业电压为5V;②动态作业电流为150μA;③总线速度可以到达1MHz;④可以直接替换EEPROM;⑤向上兼容100K和400K总线速度。这些特性使得FM24C64满意配电操控模块非易失性要求，使存储具有更快的写操作速度和更少的体系开支。FM24C64选用工业规范两线接口，8脚SOP封装，操作温度规模为-40℃~+85℃。配电操控模块选用铁电存储器FM24C64(8KB)，首要是作为数据存储器，FM24C64与LPC2119的电路衔接如图2所示。
图2 FM24C64与LPC2119的电路衔接图
图3 MAX3232与LPC2119的电路衔接图
RS232通讯接口电路规划
RS232规范是美国电子工业联合会拟定的一种串行物理接口规范，广泛应用于计算机与终端或外设之间的近端衔接。实际作业时，为了可以与TTL器材衔接，必须在RS232与TTL电路之间进行电平缓逻辑关系的转化;输出、输入信号都要别离经过电平转化器，进行电平转化后才干送到衔接器或从衔接器上接纳。本配电操控模块选用电平转化芯片MAX3232进行电平转化，MAX3232芯片与LPC2119的电路衔接如图3所示。LPC2119内部集成2个的通用异步收发器UART单元，供给了两个独立的异步串行I/O口。MAX232内部有电压倍增电路和转化电路，只需3.3V电源便可完结TTL电平与RS232电平的转化，规划简略、牢靠性高。
CAN总线接口电路规划
CAN操控器是CAN通讯的中心，CAN的通讯底层协议的转化首要由CAN操控器和CAN收发器完结。关于不同类型的CAN总线通讯操控器，完结底层协议部分的电路结构和功用根本相同，而与微处理器接口部分的结构和方法存有不同。
在本配电操控模块的CAN总线通讯接口中选用CTM1050T总线接口模块。CTM1050T为阻隔型CAN收发器模块，内部包括阻隔电路、CAN收发器、总线维护和电源电路，CTM1050T首要是将CAN操控器的逻辑电平转化为CAN总线的差分电平，且具有阻隔功用、ESD维护功用以及TVS管防总线过压功用。CTM1050T是CAN协议操控器和物理总线之间的接口。CAN总线接口电路如图4所示，LPC2119与CTM1050T模块构成的CAN节点具有规划简略、安稳牢靠的特色，可以完结CAN总线上各节点在电气、电源上彻底阻隔和独立。由图4可知，在规划进程中CTM1050T与CAN总线的接口部分选用了必定的安全和抗搅扰办法。为了维护CTM1050T免受过流的冲击，CTM1050T的CANL和CANH引脚各自经过一个5Ω的电阻和滤波电感与CAN总线相连，电阻可起到必定的限流效果;为了滤除总线上的高频搅扰和防备电磁辐射，CANL和CANH与地之间并联了两个30P的小电容。当CAN总线有较高的电压时，经过二极管的瞬态击穿可起到必定的过压维护效果，因而，在两根CAN总线接入端与地之间别离反接了一个维护二极管。CTM1050T模块的TXD、RXD引脚兼容+3.3V、+5V的CAN操控器，不需外接其他元器材，直接将+3.3V或+5V的CAN操控器发送、接纳引脚与CTM1050T模块的发送、接纳引脚相衔接。
图4 CAN总线接口电路图
LIN总线接口电路规划
在配电操控模块的LIN总线通讯接口中选用TJA1020作为总线数据收发器材，TJA1020收发器是LIN传输媒体之间的接口协议操控器和LIN主机/从机协议操控器，配电操控模块充任LIN网络的主节点，经过UART1串口衔接到LIN收发器TJA1020，然后再由TJA1020衔接到LIN物理总线上。TJA1020输入引脚TXD的发送数据流被LIN收发器转化成总线信号而且电平翻转速率和波形都受到约束，以削减电磁辐射。TJA1020的接纳器检测到LIN总线上的数据流并经过RXD引脚将它传送到协议操控器。LIN收发器TJA1020的首要特性是：①波特率最高达20kbps;②高抗电磁搅扰性，极低的电磁发射;③未通电状况下的无源特性;④在睡觉形式下电流耗费极低，可完结本地或长途唤醒;⑤短路维护和过热维护等。本规划选用LPC2119处理器的UART1作为LIN总线通讯接口，选用TLP113高速光耦进行信号阻隔传输，LIN总线接口电路如图5所示。
图5 LIN总线接口电路图
图6 +15V操控电源电路图
