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基于80C196KC的ARINC429总线接口板设计

发布时间:2020-06-30 22:51:52 阅读: 来源:带式过滤机厂家

1 引言

本文引用地址:总线是美国航空无线电公司(ARINC)制定的民用航空数字总线传输标准,又称为Mark33数字信息传输系统,目前广泛应用于商用及运输飞机上,我国信息产业部也于1986年参考ARINC429标准颁布实施了我国自己的航空通信标准HB-6096-86,其标准和ARINC429基本一致。

传统的ARINC429总线收发板多是直接插到计算机的主板接口上,实现起来过于麻烦,并且要编写相应得驱动程序来实现数据的实时显示和存储。本文介绍了一种基于Intel的16位单片机80C196KC的ARINC429总线收发板,它既可以通过串口连接到计算机上,同时又可以实现数据在收发板的存储和显示,设计简单,便于携带,给ARINC429总线的检测带来了很大的方便。

2 ARINC429总线的传输标准及系统整体设计

ARINC429协议规定以串行方式实现数字数据信息的传输,并且只能是单向传输,所以在总线上只允许有一个发送设备,可以同时有多(不超过20个)个接收设备,信息编码的基本格式有两种,32位或25位数字组成的基本数据单元,无论那种格式都包括8位标志位、1位奇偶校验位和两位状态位,两种传输格式的不同只是携带数据的长度不同,数据的传输速率有100Kbps和12.5Kbps两种,既可以实现高速传输又可以低速传输[1]。

接口板设计的目的是能够实现对ARINC429总线进行数据的接收和发送,,它既能接收双极归零制的429信号并将其转换为数字信号送入计算机或其它设备,又可将计算机或其它设备发出的数字信号转换为429信号输出。本文介绍的总线接口板以Intel的十六位单片机MCS-80C196KC为核心,实现数据的接收和发送、外围芯片的逻辑控制、数据的存储和显示以及和计算机的接口[3][4]。ARINC429总线协议芯片HS-3282完成发送时数据的缓存和并行、串行的相互转换,HS-3182为ARINC429总线的驱动芯片,可以实现系统内部逻辑信号与ARINC429所要求的差分信号的转换,同时可以作为发送数据的缓存和调节发送速率,系统的整体框图如图1所示:

图1 系统的整体框图

3 接口板的硬件设计

ARINC429总线协议芯片和驱动芯片

ARINC429的接收电路已经有了工业标准的芯片组,其中以Harris公司生产的HS-3282和HS-3182最为流行,HS-3282是总线协议芯片,HS-3182是总线驱动芯片,都满足ARINC429的通信标准。

HS-3282是十六位宽的计算机数据总线和ARINC429总线的接口,它有2接收通道和一个发送通道,HS-3182是实现电平的转换,有关于这两个芯片的介绍很多,这里就不再说明。由于ARINC429总线的数据宽度为32位,而HS-3282的数据位宽为16位,因此用了两个字WORD1、WORD2与计算机交换收发的32位ARINC429总线上的数据,其数据的对应关系如表1和表2所示[2]:

表1. WORD1与ARINC429总线数据位的关系

表2. WORD2与ARINC429总线数据位的关系

从表1和表2可以看出,ARINC429的数据位和计算机的数据位并不是一一对应的,在WORD1中有标志位、奇偶校验位P、状态位SSM、源目标标志S/D以及数据低位,WORD2是十六位数据,并且8位标志位是反序的,有时会带来不便,但计算机采集来的数据可以直接应用到WORD2上,在发送数据时会非常方便。

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