基于LPC2210的ARINIC429總線測(cè)試裝置

ARINIC429航空總路線簡(jiǎn)介

ARINIC429總線是上個(gè)世紀(jì)80年代商務(wù)飛機(jī)所廣泛使用的一種航空總線。其信息內(nèi)容綜合了200多種航空參數(shù)，主要是為了解決航空設(shè)備中點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的數(shù)據(jù)交互。

ARINIC429總線數(shù)據(jù)編碼方式可以劃分為二進(jìn)制位數(shù)據(jù)編碼(BNR)和二到十進(jìn)制8421編碼(BCD)，使用32位的雙極性非遞歸"1""0"組成，其中最高32位為奇偶校驗(yàn)位，每一幀的尾部加上4位靜寂間隔位，碼速率分為100Kbps和12.5Kbps兩種。一般正常情況下接收端電平為+6V。+5V～+13V被認(rèn)為是邏輯"高"；-6.5V～13V被認(rèn)為是邏輯"低"；-2.5V～+2.5V被認(rèn)為是邏輯"空"，為數(shù)據(jù)無(wú)效狀態(tài)。

每一幀ARINIC429數(shù)據(jù)都由五個(gè)部分組成，分別為：標(biāo)號(hào)(LABEL)、識(shí)別符(SDI)、數(shù)據(jù)域(DATA)、符號(hào)矩陣狀態(tài)位(SSM)和奇偶校驗(yàn)位(P)。具體意義為：

標(biāo)號(hào)(LABEL)：ARINIC429總線數(shù)據(jù)對(duì)每一個(gè)航空參數(shù)都規(guī)定了一成不變的標(biāo)號(hào)，如真空速度標(biāo)號(hào)永遠(yuǎn)是230。

識(shí)別符(SDI)：標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)來(lái)自什么數(shù)據(jù)源，發(fā)往哪個(gè)目的設(shè)備。

數(shù)據(jù)域(DATA)：用于具體說(shuō)明參數(shù)值，使用BCD或BNR編碼填充。

符號(hào)矩陣狀態(tài)位(SSM)：說(shuō)明數(shù)據(jù)屬性和發(fā)送裝置的工作狀態(tài)。

奇偶校驗(yàn)位(P)：ARINIC429數(shù)據(jù)的奇數(shù)校驗(yàn)。

硬件設(shè)計(jì)說(shuō)明

如圖1所示為ARINIC429總線接收測(cè)試裝置原理框圖，整個(gè)設(shè)備設(shè)計(jì)了兩路ARINIC429總線收發(fā)通道?？梢酝瑫r(shí)發(fā)送2路ARTNIC429信號(hào)，中斷接收4路ARINIC429信號(hào)。

裝置核心處理器采用了ARM7T內(nèi)核的LPC2210。LPC2210具有開(kāi)放式外部總線結(jié)構(gòu)和JTAG下載調(diào)試仿真功能，支持ADS1.2開(kāi)發(fā)環(huán)境仿真下載，這些都極大地方便了用戶對(duì)于實(shí)際產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)。芯片內(nèi)部集成16K的RAM，144引腳LQPF封裝。外圍3.3V供電，核電壓1.8V。外部還集成了I2C、PWM、UART等接口總線。

如圖2所示，LPC2210使用了11.0592MHz晶振，經(jīng)過(guò)內(nèi)部PLL控制寄存器，倍頻成為60MHz以上的時(shí)鐘主頻。外部存儲(chǔ)總線上配置了一片4Mb的SRAM(IS61VL25616編址0x80000000-0x8007ffff)和1片16Mb的FLASH(SST39VF160編址0x81000000-0x811fffff)。為了方便調(diào)試，LPC2210的CE0和CE1片選都加了跳針。如圖3所示。調(diào)試時(shí)程序代碼映射到片外SRAM中運(yùn)行，產(chǎn)品定型后，將程序固化到片外的FLASH運(yùn)行。系統(tǒng)的總線寬度BOOT[1：0]由跳線控制。

整個(gè)ARINIC429發(fā)送環(huán)節(jié)由HS3182和HS3282器件組成一個(gè)ARINIC429收發(fā)通道。HS3282是ARINIC429的協(xié)議芯片，HS3182是ARINIC429物理層的驅(qū)動(dòng)芯片，工作時(shí)需要15 V的差動(dòng)電壓。LPC2210通過(guò)一片可編程邏輯器件EPM3064ATC100-6對(duì)處理器的數(shù)據(jù)線、地址線進(jìn)行編址，并訪問(wèn)外部HS3282芯片。由于LPC2210引腳接口電壓為+3.3V，而可編程邏輯器件等其它外圍器件I／O引腳電壓是+5V，因此每一個(gè)引刪串接了一個(gè)470 Ω電阻，進(jìn)行電路保護(hù)。EPM3064ATC100-6具體邏輯設(shè)計(jì)如圖4描述。

LPC2210片選CE3用作地址的鎖存控制信號(hào)，地址通過(guò)鎖存器后開(kāi)始進(jìn)行邏輯譯碼。分別使HS3282的CWSTR(命令字讀寫(xiě))、LD1、LD2(發(fā)送使能)等關(guān)鍵控制信號(hào)有效，完成對(duì)ARINIC429收發(fā)的時(shí)序使能操作。LPC2210數(shù)據(jù)總線直接連接HS3282的數(shù)據(jù)線。此外，EPM3064ATC100-6還將外部一個(gè)4 MHz的時(shí)鐘源分頻成為兩路1MHz的時(shí)鐘供HS3282芯片使用。HS3282發(fā)送出 TTL電平的信號(hào)驅(qū)動(dòng)HS3182，將信號(hào)電壓抬升至符合ARINIC429總線要求的標(biāo)準(zhǔn)。HS3182工作時(shí)需要+15V、-15V電壓。

為了便于同用戶的交互測(cè)試，裝置設(shè)計(jì)了LCD顯示屏和操縱鍵盤。LPC2210的片選CE2編址控制一塊240128點(diǎn)陣T6963控制器的單色液晶顯示屏，其接口原理如圖5所示，命令字和數(shù)據(jù)字編址分別為0x82000002、0x82000000。LPC2210操縱T6963控制器進(jìn)行點(diǎn)陣式的圖形顯示。

軟件設(shè)計(jì)

本測(cè)試裝置的軟件設(shè)計(jì)主要流程圖如圖6所示。

整個(gè)測(cè)試裝置采用直流+28V機(jī)載電源供電，配備+24V備用電源接口，內(nèi)部集成DC-DC電源模塊進(jìn)行變壓，產(chǎn)生+5V、15V電壓供硬件電路使用，功耗5.2W，滿足國(guó)家軍事標(biāo)準(zhǔn)機(jī)載B類設(shè)備的電源特性要求。通過(guò)尖峰沖擊、過(guò)壓和欠壓浪涌等電源特性的考核，精度滿足多數(shù)外場(chǎng)測(cè)試的要求。