基于BU-61580設計的1553B總線板卡

摘要 BU-61580芯片是美國DDC公司生產(chǎn)的、用于實現(xiàn)微處理器到1553B總線信號轉換的接口協(xié)議芯片，具有BC／RT／MT一體化設計、單電源、電磁兼容性滿足軍標等特點。文中介紹了基于BU-61580設計的1553B總線板卡，擴展性強、功能強大，可廣泛應用于航空、通信等領域。
關鍵詞 1553B總線；配置寄存器；半雙工方式；總線控制器；遠程終端

    數(shù)據(jù)傳輸作為總線網(wǎng)絡的重要組成部分，是數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡和計算機網(wǎng)絡的基礎。采用數(shù)據(jù)總線傳輸方案組建的測控網(wǎng)絡，較好地解決傳統(tǒng)的測控系統(tǒng)過于復雜、笨重、可靠性低等缺點。數(shù)據(jù)總線作為飛機航電系統(tǒng)中首先運用的數(shù)字電子設備，其中MIL-STD-1553B是其典型代表，它是20世紀70年代美國公布的一種串行多路數(shù)據(jù)總線標準，利用一條屏蔽雙絞線進行帶有時鐘信息的數(shù)據(jù)傳輸。它最初是為飛機提出的內(nèi)部電子系統(tǒng)連網(wǎng)標準。后來由于其可靠性高、傳輸率較高、技術成熟、易于擴展等優(yōu)點得到廣泛應用，尤其在航空、航天測控網(wǎng)絡中倍受關注。

1 1553B總線簡介
    1553B總線是一種廣播式分布處理的計算機網(wǎng)絡，可掛接32個終端，所有終端共享一條消息通路，任一時刻網(wǎng)絡中只有一個終端在發(fā)送消息，傳送中的消息可以被所有終端接收，實際接收的終端通過地址來識別。網(wǎng)絡結構簡單、終端擴展方便，任一終端的故障都不會造成整個網(wǎng)絡的故障，總線控制器則可以通過備份提高可靠性，但網(wǎng)絡對總線本身的故障比較敏感，因此通常采用雙冗余度總線。
    1553B總線強調了整個系統(tǒng)的實時性，即傳輸一個固定消息所需的時間短。1553B總線按指令／響應的方式異步操作，即總線上所有消息傳輸都由總線控制器發(fā)出的指令來控制，這種方式適合集中控制的分布式處理系統(tǒng)。1553B通信協(xié)議中反映了支持電子系統(tǒng)中同步／異步通信的特性。
    1553B總線為多冗余度總線型拓撲結構，具有雙向傳輸特性，其傳輸速度為1 Mbit·s-1，傳輸方式為半雙工方式，采用曼徹斯特Ⅱ型碼。它采用指令／響應型通信協(xié)議，具有3種終端類型：(1)總線控制器(BC)，是在總線上惟一被安排為執(zhí)行建立和啟動數(shù)據(jù)傳輸任務的終端。(2)遠程終端(RT)，是用戶子系統(tǒng)到數(shù)據(jù)總線上的接口，能在BC的控制下提取或吸收數(shù)據(jù)。(3)總線監(jiān)視器(MT)，是監(jiān)控總線上的信息傳輸，以完成對總線上的數(shù)據(jù)源進行紀錄和分析，但其本身不參與總線通信。

2 BU-61580簡介
    BU-61580是美國DDC公司為MIL-STD-1553B標準設計的超大規(guī)模接口協(xié)議芯片，它是當前1553B總線應用系統(tǒng)中流行的器件，圖1是BU-61580的內(nèi)部功能框圖。它內(nèi)部功能強、接口靈活、便于控制，有各種封裝形式和供電電壓供用戶選擇，是1553B等總線標準應用中較常用的接口芯片。

3 基于BU-61580設計的1553B總線板卡
    本文采用MCS-51系列的單片機AT89C52與BU-61580共同設計，該板卡接口靈活、控制簡單，可設置為1553B總線中的BC、RT、MT終端類型進行工作，外圍控制為通用RS232串口。下面以BC終端類型舉例說明，簡要介紹如何完成對BU-61580的控制，實現(xiàn)1553B總線功能。
3．1 硬件設計
    BU-61580與微處理器或外部存貯器接口靈活?？膳c8位8位、16位多種微處理器接口，需要較少的控制邏輯電路。這里BU-61580與微處理器采用了直接存貯器存取方式、使用了16位地址線、8位數(shù)據(jù)線。圖2為該1553B板卡的原理圖。

3．2 軟件設計
    由于BU-61580功能強，可通過程序設計使其成為BC、MT、RT或MT兼RT，所以其軟件設計也較為復雜，如圖3所示。

    該板卡的軟件主流程圖如圖3(a)，板卡加電后，軟件首先對BU-61580進行初始化設置，在主循環(huán)里分別對RS232串口標志、50ms定時標志、外部中斷標志進行查詢，該板卡的對外接口為RS232串口，接收到外部RS232命令后，應根據(jù)命令做出不同的操作，如發(fā)送1553B輸入命令等；該板卡會50ms周期發(fā)出1553B輸出命令，讀取回傳數(shù)據(jù)，通過RS232板卡送出；當發(fā)出1553B命令后，BU-61580啟動命令傳輸，傳輸完畢后或回傳數(shù)據(jù)完畢，BU-61580會產(chǎn)生外部中斷，要求單片機讀取數(shù)據(jù)。圖3(b)為啟動發(fā)送1533B命令的流程圖。

4 結束語
    BU-61580的應用較為復雜，文中介紹了一部分的應用技術，但其他功能的軟件設計過程與之類似，供感興趣者參考。