基于80C196KC的ARINC429總線(xiàn)接口板設計

1 引言

ARINC429總線(xiàn)是美國航空無(wú)線(xiàn)電公司（ARINC）制定的民用航空數字總線(xiàn)傳輸標準，又稱(chēng)為Mark33數字信息傳輸系統，目前廣泛應用于商用及運輸飛機上，我國信息產(chǎn)業(yè)部也于1986年參考ARINC429標準頒布實(shí)施了我國自己的航空通信標準HB-6096-86，其標準和ARINC429基本一致。

傳統的ARINC429總線(xiàn)收發(fā)板多是直接插到計算機的主板接口上，實(shí)現起來(lái)過(guò)于麻煩，并且要編寫(xiě)相應得驅動(dòng)程序來(lái)實(shí)現數據的實(shí)時(shí)顯示和存儲。本文介紹了一種基于Intel的16位單片機80C196KC的ARINC429總線(xiàn)收發(fā)板，它既可以通過(guò)串口連接到計算機上，同時(shí)又可以實(shí)現數據在收發(fā)板的存儲和顯示，設計簡(jiǎn)單，便于攜帶，給ARINC429總線(xiàn)的檢測帶來(lái)了很大的方便。

2 ARINC429總線(xiàn)的傳輸標準及系統整體設計

ARINC429協(xié)議規定以串行方式實(shí)現數字數據信息的傳輸，并且只能是單向傳輸，所以在總線(xiàn)上只允許有一個(gè)發(fā)送設備，可以同時(shí)有多（不超過(guò)20個(gè)）個(gè)接收設備，信息編碼的基本格式有兩種，32位或25位數字組成的基本數據單元，無(wú)論那種格式都包括8位標志位、1位奇偶校驗位和兩位狀態(tài)位，兩種傳輸格式的不同只是攜帶數據的長(cháng)度不同，數據的傳輸速率有100Kbps和12.5Kbps兩種，既可以實(shí)現高速傳輸又可以低速傳輸[1]。

接口板設計的目的是能夠實(shí)現對ARINC429總線(xiàn)進(jìn)行數據的接收和發(fā)送，,它既能接收雙極歸零制的429信號并將其轉換為數字信號送入計算機或其它設備,又可將計算機或其它設備發(fā)出的數字信號轉換為429信號輸出。本文介紹的總線(xiàn)接口板以Intel的十六位單片機MCS-80C196KC為核心，實(shí)現數據的接收和發(fā)送、外圍芯片的邏輯控制、數據的存儲和顯示以及和計算機的接口[3][4]。ARINC429總線(xiàn)協(xié)議芯片HS-3282完成發(fā)送時(shí)數據的緩存和并行、串行的相互轉換，HS-3182為ARINC429總線(xiàn)的驅動(dòng)芯片，可以實(shí)現系統內部邏輯信號與ARINC429所要求的差分信號的轉換，同時(shí)可以作為發(fā)送數據的緩存和調節發(fā)送速率，系統的整體框圖如圖1所示：

圖1 系統的整體框圖

3 接口板的硬件設計

ARINC429總線(xiàn)協(xié)議芯片和驅動(dòng)芯片

ARINC429的接收電路已經(jīng)有了工業(yè)標準的芯片組，其中以Harris公司生產(chǎn)的HS-3282和HS-3182最為流行，HS-3282是總線(xiàn)協(xié)議芯片，HS-3182是總線(xiàn)驅動(dòng)芯片，都滿(mǎn)足ARINC429的通信標準。

HS-3282是十六位寬的計算機數據總線(xiàn)和ARINC429總線(xiàn)的接口，它有2接收通道和一個(gè)發(fā)送通道，HS-3182是實(shí)現電平的轉換，有關(guān)于這兩個(gè)芯片的介紹很多，這里就不再說(shuō)明。由于A(yíng)RINC429總線(xiàn)的數據寬度為32位，而HS-3282的數據位寬為16位，因此用了兩個(gè)字WORD1、WORD2與計算機交換收發(fā)的32位ARINC429總線(xiàn)上的數據，其數據的對應關(guān)系如表1和表2所示[2]：

表1. WORD1與ARINC429總線(xiàn)數據位的關(guān)系

表2. WORD2與ARINC429總線(xiàn)數據位的關(guān)系

從表1和表2可以看出，ARINC429的數據位和計算機的數據位并不是一一對應的，在WORD1中有標志位、奇偶校驗位P、狀態(tài)位SSM、源目標標志S/D以及數據低位，WORD2是十六位數據，并且8位標志位是反序的，有時(shí)會(huì )帶來(lái)不便，但計算機采集來(lái)的數據可以直接應用到WORD2上，在發(fā)送數據時(shí)會(huì )非常方便。