以单片机技术为核心的武器装备维修方法初探

武汉军械士官学校 刘 侃 田鑫鑫中国人民解放军73146部队 陈海平

以单片机技术为核心的武器装备维修方法初探

武汉军械士官学校 刘 侃 田鑫鑫
中国人民解放军73146部队 陈海平

单片机技术作为嵌入式技术的先导，在工业控制领域、军事领域和日常生活中都得到了广泛应用。以单片机技术为核心的武器装备，其结构更集成、功能更全面、性能更先进，但其故障检修难度却加大了，因此在总结日常检修工作经验的基础上，提出适于武器装备的单片机系统维修方法，便于同类情况的快速处置。

单片机；武器装备；维修

0 前言

单片机技术已广泛应用于电子科技领域，在武器装备上也得到了充分应用。以便携式导弹装备为例，无论是战斗装备、检测设备，还是模拟训练装备上都大量使用了单片机技术，尤其以51系列、96系列芯片居多。随着单片机技术在武器装备中的应用，其故障检修便成为了一个新的课题。以单片机技术为核心的武器装备，虽然型号不同，且人机交互方式不同，但通常采用软、硬件相结合的基本形式。笔者通过维修实践，总结出以单片机技术为核心的武器装备的一般维修方法。

1 软件故障

软件故障是指单片机系统自检不合格、不工作或工作不稳定，以及监控和应用程序在设计或固化过程中产生的错误。

1.1 自检不合格

以单片机技术为核心的武器装备，通常设计有自检功能，否则设备就不完备。自检不合格或显示错误，通常可能是软件故障。例如某型数字模拟装备在开机自检时，屏幕上没有任何显示，且键盘数码管出现乱码，这种现象就表征程序出错，多半是EPROM2732或CPU8086芯片故障导致。

1.2 系统不工作

当武器装备不自检、不工作时，首先应判定系统是否工作，可以通过示波器检测单片机的信号波形。先检查时钟振荡电路是否正常工作，再检查CPU在时钟电路的激励下是否工作正常。

（1）检查8051/8031/89C51单片机的时钟振荡电路工作是否正常，可用示波器测量XTAL2端是否有脉冲信号输出，如有则正常，没有则时钟电路有故障；8086单片机则测量CLK端。

（2）检查8051/8031/89C51/8086单片机的好坏，可用示波器测量ALE端是否有脉冲信号输出，如有脉冲信号输出，则CPU芯片是好的。

（3）检查8051/8031/89C51单片机系统上电后，CPU能否正常从EPROM/ROM中读取指令码，可用示波器测量PSEN端有无脉冲输出，如有则说明工作正常。

1.3 系统工作稳定

（1）当武器装备能够自检，但工作不稳定，有时工作，有时不工作，或执行部分程序就死机，运行时出现乱码的等情况时，多半有可能是EPROM/ROM或RAM坏。EPROM/ROM和RAM实现程序和运算中间结果的存储，平时EPROM/ROM或RAM不易出现故障。但使用时间过长时，EPROM上挡光胶布脱落，会致使程序失效。当单片机相应管脚接触不良时，也会出现这类故障。

（2）系统外围电路：系统外围电路影响程序执行的主要是中断信号源。

当程序每次都运行到某一固定位置就不再往下执行，但系统程序并未死机，一直处在等待状态，这种情况多半是系统外围电路中断信号源没有产生。例如在检修某型数字模拟装备时就遇到过类似故障，系统开机后CRT上仅有“+”字线及自检方框，弹点不入框，经检查CPU是好的并正常工作，问题出在外部中断信号没有产生，致使单片机一直等待外部中断信号，程序不往下执行。最终经过检修发现，8259的前端中断信号放大电路中BG1的静态工作点过低，中断信号没有产生，也就未触发8259，所以8259并没有向CPU8086的INTR端发出中断请求信号，CPU一直处在等待状态，将BG1的静态工作点调整合适后，故障排除。

2 硬件故障

硬件故障是指系统的物理实物失效、器件及组件参数漂移、超差等造成的整个系统参数失调、功能部分或全部丧失的一类故障。

2.1 电源故障

由于系统的电源不稳定、供电不正常、某一部分供不上电，将直接导致单片机系统的工作异常。

2.2 总线故障

由CPU总线处理及系统总线、总线驱动器、总线响应逻辑及等待逻辑等产生的故障。该类故障通常是研制生产时，印制电路板质量不可靠，或未达到研制技术要求，走线过密过细，在长时间通电或受潮后，易发生断路或短路现象，造成系统不工作或芯片烧坏。

2.3 器件故障

对于关重器件，如CPU8086、8031、8051、8751、89C51、89C52、8098，EPROM2732、27256、27512，RAM6116以及时钟8284、计数计时器8253等芯片本身质量都比较过关，不容易损坏，但要注意防止插拔过程中管脚折断或接触不良。对于非关重器件，如A/D、D/A转换、并口、串口、键盘控制器等，其直接与各功能单元电路相连，当某一功能模块出现故障时，应首先检查这类芯片是否损坏。

2.4 机械故障

通常是键盘按键失效、机械紧固部件松动、手动操作部件不灵活等造成的故障，相对较易发现并修复。

2.5 人为故障

单片机系统中出现人为故障的机率还是比较大的，主要是使用或储存环境不符合要求、操作不当，导致机器状态的异常或无法使用。例如未断电时插拔插件板、带电插拔芯片、按错按键、压伤电缆、拉断连线等都可能导致元器件损坏。

在硬件故障中，人为故障是可以避免的，机械故障也是易于发现与排除的，而器件类故障是较难诊断与排除的。

3 结语

在进行故障分析与定位时，应从软件和硬件两个方面去进行分析，在具体修理过程中要做到软、硬件相结合，对系统进行全面的分析判断。

以上分析是基于日常维修工作的经验，可能存在分析理解不够的地方，但总体反映了维修工作的实际情况。且在维修过程中，也确实提高了维修效率。

[1]梅丽凤,王艳秋,汪毓铎,任国臣．单片机原理及接口技术(第3版)[M]．北京:清华大学出版社,北京交通大学出版社,2011．

[2]谭浩强．C程序设计(第三版)[M]．北京:清华大学出版社,2008．

[3]张虹．电子测量技术[M]．北京:北京航天航空大学出版社,2009．