基于CAN總線(xiàn)的航空電纜測試系統分布機研究

它由ARM微控制器模塊、CPLD模塊、繼電器矩陣開(kāi)關(guān)模塊和測試模塊構成。每個(gè)分布機的測試點(diǎn)容量為3 000點(diǎn)，測試點(diǎn)選擇電路由復雜可編程器件(CPLD)控制的大規模繼電器矩陣開(kāi)關(guān)組成，可以在同一時(shí)間實(shí)現多路通道之間的電纜檢測。
2．1 ARM微控制器
分布機選用LPC2290ARM芯片作為主控制器，LPC2290片上資源豐富，可以滿(mǎn)足該系統對于測試電路的控制需求，并且可以減少系統硬件設計的復雜度，支持JTAG實(shí)時(shí)仿真，開(kāi)發(fā)調試方便。同時(shí)LPC2290內部集成2路CAN控制器又可使其作為CAN總線(xiàn)的節點(diǎn)，省去了CAN控制器外圍電路的設計，減少干擾。其內置的CAN控制器符合CAN 2．0B，ISO11898—1總線(xiàn)規范，總線(xiàn)的數據波特率可達1 Mb／s，可訪(fǎng)問(wèn)32位的寄存器和RAM，全局驗收過(guò)濾器可識別幾乎所有總線(xiàn)的11和29位R標識符，驗收過(guò)濾器為可選擇的標準標識符提供了FullCAN—style自動(dòng)接收。CAN控制器的驅動(dòng)電路依然選擇收發(fā)器TJA1050，并在A(yíng)RM和收發(fā)器之間加入DC-DC電源隔離模塊和2路高速光耦器6N137組成的隔離電路，確保在CAN總線(xiàn)遭受?chē)乐馗蓴_時(shí)控制器能夠正常工作。
2．2 測試電路模塊
測試電路模塊由高精度萬(wàn)用表板卡完成通斷測試、絕緣測試、電容測試和故障定位等相關(guān)電纜測試的功能，分布機的主控制器LPC2290根據測試命令通過(guò)控制開(kāi)關(guān)切換系統將測試電路加載到所需激勵電纜測試端口，并采集響應端口的信息。
2．3 地址選通控制CPLD模塊設計
可編程邏輯器件已得到廣泛的應用，為數字系統的設計帶來(lái)極大的靈活性，可以通過(guò)軟件編程對其硬件結構和工作方式進(jìn)行重構，從而使硬件設計如同軟件設計那樣方便快捷。CPLD內部有大量的門(mén)電路，適于實(shí)現復雜的組合邏輯。
2．3．1 CPLD功能實(shí)現
分布機利用CPLD實(shí)現主控制器LPC2290 I／O口擴展，主控制器只需把待測電纜地址通過(guò)串行接口SPI發(fā)送給CPID，由CPLD控制繼電器矩陣開(kāi)關(guān)進(jìn)行選通。CPLD采甩Altera公司的MAXⅡ系列的EPM570ZM256C6，具有160個(gè)通用I／O口。開(kāi)發(fā)工具采用Altera公司推出的綜合性PLD開(kāi)發(fā)軟件QuartusⅡ。根據分布機測點(diǎn)容量需求，CPLD設計成一個(gè)150位串入并出的移位寄存器和一個(gè)150位的輸出鎖存器，寄存器與輸出鎖存器的控制相互獨立，綜合后的功能模塊如圖4所示。其中，CLK為移位寄存器的時(shí)鐘輸入，數據在上升沿時(shí)讀入；SI是串行輸入口；SO為串行輸出，用于進(jìn)行級聯(lián)；LAT是輸出鎖存器控制信號，數據在其上升沿時(shí)輸出；EN為使能端，高電平使能輸出，低電平則使輸出為高阻態(tài)。20片CPLD級聯(lián)可以使分布機實(shí)現3 000點(diǎn)的測試容量。