摘要：本文介紹了一種基于PC／104模塊的某高炮故障檢測系統的設計方法，該系統通過定時檢測PC／104IO口的信號狀態，利用故障樹的分析技術，分析了設備出現故障的原因，并指導檢測人員排除故障，從而提高排除故障的效率，節約了人力成本。本文著重介紹了該故障檢測系統的組成、工作原理及硬軟件設計。通過實際應用證明，PC／104穩定可靠，運行良好。
關鍵詞：PC／104；故障檢測；故障樹

0 引言
    PC／104是一種嵌入式工業控制總線，類似與IsA總線，與通用的PC和PC／AT標準完全兼容。PC／104的優點主要有：
    (1)尺寸小，PC／104的板卡標準尺寸為90mmX96mm，使得PC／104模塊板成為了嵌入式系統應用的理想產品。
    (2)模塊可自由擴展，PC／104模塊具有靈活的可擴展性。可隨系統的需求而升級CPU的性能。因此增加系統的功能和性能只需通過改變相應的模塊即可實現。
    (3)低功耗，4mA的總線驅動電流，即可使模塊正常工作。
    (4)堆棧式連接，這種結構取消了主板和插槽，可以將所有的PC／104模塊板利用板上的疊裝總線插座連接起來。有效減小整個系統所占的空間。
    (5)豐富的軟件資源，與PC系統兼容的操作系統、開發工具、應用軟件都可以運行在PC／104系統中。這使得用戶可以利用PC系統豐富的軟件資源，從而降低軟件購買、學習、培訓等方面的成本。
    基于上述優點，該故障檢測系統采用了PC104模塊作為數據采集和預處理的前端平臺，并配以ADT620 AD采集卡和CDT2000 IO采集卡，來實現采集和控制的功能。

1 系統設計方案
    本系統硬件平臺采用PC104嵌入式計算機，開放式的總線結構可擴展我們所需的各種模塊，模擬量采集卡、數字量I／O采集卡滿足對故障檢測接口要求。總體方案如圖1所示。

    系統中的檢測適配器將待檢測設備的輸出信號(-24V一24V)轉換為在采集卡的測量范圍之內的信號(-10V一10V)。故障檢測系統可實時檢測采集到的I／O信號和A／D信號。
    本文的軟件平臺采用VC++6.0，vc++是Windows平臺上的C++編程環境。其作為一個主流的開發平臺一直深受編程愛好者的喜愛。VC++6.0提供了功能強大的MFC類庫(MierosoftFoundationClass)，MFC是一個很大的C++類層次結構，其中封裝了大量的類及其函數，可以有效提高編程效率。

2 系統硬件設計
    本系統硬件主要包括：高性能CPU SCM／LX3160、ADT620 A／D采集卡、CDT2000 I／O采集卡、S／D采集卡、IO英寸TFT液晶顯示器。其硬件構成如圖2所示。

2．1 CPU主板采用盛博協同SCM／LX-3160
    SCM／LX-3160是盛博協同的一款高性能的“ALL IN ONE”PC／104 CPU模塊。SCM／LX-3160采用AMDGeode LX800 CPU，工作頻率高達500MHz，具有128KB一級高速緩存和128KB二級高速緩存。SCM／LX-3160與PC／AT標準完全兼容，并遵從PC／104標準。在IBM-PC上運行的眾多軟件全部能在以SCM／LX-3160為基礎的系統中運行。該模塊集成了PS／2鍵盤、PS／2鼠標、CRT、IDE、USB 2．0、4串一并、2個10／100  BaseT以太網等接口，在極小空間里實現PC機幾乎所有的功能。其平板顯示接口、CF卡接口、串口多種形式選擇、看門狗功能等接口讓設計人員更方便的實現嵌入式系統應用。
2．2 模擬量采集卡采用SEM／ADT-620模塊
    盛博協同的SEM／ADT-620與shengboSCM／LX-3160模塊系統構成一個高性能的數據采集與控制系統，結構緊湊，模塊的特點有：
    (1)八／十六個單端模擬輸入通道
    (2)12位，20微秒或10微秒A／D變換器
    (3)±5V，±10V或0到+10V模擬輸入量程
    (4)可用電阻配置增益
    (5)24通道基于TTL／CMOS 71055芯片的可編程數字量I／O
    (6)三個獨立的16位，10MHz定時器／計數器
    其12位的A／D、20微秒轉換速度、±10V的量程滿足我們的要求。
2．3 數字量I／O采集卡采用CDT2000模塊
    盛博協同的CDT2000數字量I／O模塊與shengboSCM／LX-3160模塊系統構成一個高性能的數據采集與控制系統，結構緊湊，模塊的特點
有：
    (1)48通道基于TTL／CMOS 71055的可編程數字量I／O，可以滿足設計需求。
    (2)四個中斷源經組合可產生一個或兩個或三個或四個PC總線中斷。
    (3)在板提供RS-422與RS-232CC串行通訊接口轉換電路。
    (4)僅需+5VDC電源供電。
2．4 S／D采集卡
    用于對旋轉變壓器、自整角機輸出信號轉換為數字量。
2．5 顯示器
    采用夏普的10英寸TFT液晶顯示器，型號為：LQ104S1DG21。

3 軟件設計方案
    采用WINDOWS 2000操作系統，利用VC++6．0集成開發環境，采用MFC中的對話框框架，運用多模塊設計來完成對故障的實時檢測功能。其軟件模塊組成見圖3。

    受信儀模塊：檢測并顯示隨動系統方位角和高低角，判斷有無故障并定位。
    正弦機模塊：產生適應于隨動系統的定位、調轉、12小時連續工作等動作規范，判斷有無故障并定位，可對隨動系統進行測評。
    高低機模塊：檢測并顯示高低機的信號，判斷有無故障并定位。
    方位機模塊：檢測并顯示方位機的信號，判斷有無故障并定位。
    其軟件檢測結果顯示如圖4所示。

4 結束語
    故障檢測是一門與實踐結合非常緊密的學科。本文結合實際的工程實踐，根據客戶的實際應用要求，基于PC／104模塊設計和完成了該故障檢測系統。該系統具有尺寸小、穩定性高、實時性高、錯誤報告準確性高、功能強大等優點，完全可以滿足客戶的要求。