大佬介紹測控系統(tǒng)(三),智能測控系統(tǒng)介紹
對于測控系統(tǒng),大家可能不太了解。為增進大家對測控系統(tǒng)的認識,小編在前面兩篇文章中對測控系統(tǒng)設計方案做過介紹。本文中,小編將對智能測控系統(tǒng)的應用予以探討。如果你對測控系統(tǒng)或者本文內容存在興趣,不妨繼續(xù)往下閱讀哦。
0 引言
為了解決許多航空設備采用的航空總線種類各異,難以互相兼容的問題,現(xiàn)代飛機航空電子系統(tǒng)要求各機載航空設備使用統(tǒng)一的航空總線,以方便系統(tǒng)集成。ARINC429總線是航空電子設備之間數(shù)據(jù)傳輸?shù)暮娇展I(yè)標準,具有接口方便、數(shù)據(jù)傳輸可靠的特點,目前已經(jīng)是航空領域應用最廣泛的航空電子總線。ARINC429是美國航空無線電公司(ARINC)制定的航空數(shù)字總線傳輸標準,屬單向數(shù)據(jù)總線,可由兩根獨立總線實現(xiàn)雙向傳輸,數(shù)據(jù)傳輸率為12.5~100 Kb/s,傳輸字為32位??偩€上的發(fā)送器只能有一個,而接收器可多達20個。國內外研究和實現(xiàn)ARINC429總線通信的文獻很多,接口豐富且使用廣泛。文獻采用FPGA實現(xiàn)了ARINCA29的接口轉換為通用的USB接口。文獻采用C8051單片機為核心,在測控ARINC429總線數(shù)據(jù)的同時,還能夠監(jiān)測總線上電氣特性的變化。文獻研究了基于PC/104總線結構的ARINCA29總線測控系統(tǒng),可以完成多路429總線數(shù)據(jù)的實時接收和發(fā)送功能。文獻研究了基于FPGA的ARINCA29總線接收發(fā)送系統(tǒng),實現(xiàn)四路ARINCA29信號接收和兩路發(fā)送的功能。雖然采用ARINCA29總線通信的研究很多,但還未見用于雷達導航儀測控的報道。隨著國產雷達導航儀的體積不斷優(yōu)化,功能日益復雜,傳統(tǒng)的測控手段由于采用人工組裝、整機測試的方法,已經(jīng)不能滿足新形勢下武器裝備的保障要求。
本文采用低功耗16位單片機MSP430F449為主處理器,以集成電路HS3282和HS3182為主要通信芯片,設計完成包括ARINC429總線通信在內的雷達導航儀測控系統(tǒng)。此測控系統(tǒng)采用電池方式供電,可以手持方式工作,高亮度液晶方式顯示,提高測控系統(tǒng)可靠性和便攜性,能夠為導航儀提供各類導航檢測信號,可以完成相關導航設備的生產測試、外場調試、后期維護等功能。
1 ARINC429串行總線
ARINCA29總線是一種單向廣播式數(shù)據(jù)總線,采用雙角屏蔽線傳輸信息,可由兩根獨立總線實現(xiàn)雙向傳輸,數(shù)據(jù)傳輸率為:高速傳輸?shù)奈凰俾蕿?00 Kb/s±1%,低速傳輸?shù)奈凰俾蕿?12.0~14.5)Kb/s±1%。ARINC429規(guī)定數(shù)據(jù)傳輸采用雙極性歸零制的三態(tài)碼方式,如圖1所示,即調制信號由“高”、“零”和“低”狀態(tài)組成的三電平狀態(tài)。雙極性歸零碼的基本信號波形中攜帶了位同步信息,位同步是由零狀態(tài)變至“高”或“低”狀態(tài)的這一狀態(tài)變化來識別。字同步是以傳輸周期間至少有四個位時的時間間隔為基準,緊跟該字間隔后要發(fā)送的第一位起點即為新字的起點。
ARINC429總線數(shù)據(jù)的基本信息單元是由32位構成的一個數(shù)據(jù)字,每個數(shù)據(jù)字被分為5個基本區(qū)域,即標志碼(LABEL),源/目的識別碼(SDI),數(shù)據(jù)區(qū)(DATA),符號狀態(tài)位(SSM),校驗位(PARITY),ARINC429總線數(shù)據(jù)信號編碼舉例如圖1所示。
2 硬件及接口電路
接口的實現(xiàn)方式選用Intersil公司的HS3282芯片,它支持ARINC429通信規(guī)范和其他串行數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議,采用+5 V供電。具有兩路接收、一路發(fā)送的功能。通道接收器之間也是獨立的并行接收,可以直接連接到ARINC429總線,而不需電平轉換。使用時和HS3182總線驅動器配合,就可以發(fā)送數(shù)據(jù)進行二級差分驅動,產生ARINC429總線的電平。HS3282數(shù)據(jù)總線為16位,MSP430F449為16位單片機,從而避免了8位單片機為解決系統(tǒng)總線匹配的問題需要采用鎖存器作為虛擬總線的煩惱,提高了測控系統(tǒng)的可靠性。
具體設計思路為:首先利用一片HS3282和兩片HS3182配合使用形成兩路接收和兩路發(fā)送通道。它們構成了數(shù)據(jù)收發(fā)、串并轉換的主體。HS3282主要用來完成接收、發(fā)送時所必須具備的串并、并串轉換功能;HS3182用來完成對兩路輸出信號的差分驅動,然后設計命令寄存器和狀態(tài)寄存器,用以完成對輸入、輸出通道的選擇和對HS3282的控制字的設置。該控制電路單片機無需外擴展電路,將32個I/O口的P0口和P2口用于數(shù)據(jù)傳輸功能,實現(xiàn)對HS3282的16位數(shù)據(jù)傳輸功能。把P1口及P3口的P3.3,P3.4作為控制信號與控制端引腳相連,來控制HS3282數(shù)據(jù)收發(fā)操作。測試數(shù)據(jù)由預先設置或手工輸入兩種方式完成。返回數(shù)據(jù)顯示到高亮度液晶顯示器上。圖2為測控系統(tǒng)硬件系統(tǒng)結構圖。
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