基于HI-8582的ARINC429總線設計

要：簡要介紹了ARINC429總線和HI-8582芯片的特點，給出了基于HI-8582的ARINC429總線設計思路和方法。最后結合工程實際給出了單片機AT89C52的數(shù)據(jù)收、發(fā)程序實例。
關鍵詞：HI-8582，ARINC429接收，ARINC429發(fā)送，AT89C52

1?ARINC429總線及協(xié)議芯片HI-8582簡介
1.1?ARINC429航空總線簡介
?? ?ARINC429總線是美國航空無線電公司制定的民用航空數(shù)字總線傳輸標準，它規(guī)定了使用該總線的航空電子設備的信息流向和ARINC429基本數(shù)據(jù)字的格式。ARINC429為單向傳輸總線,信息只能從通信設備的發(fā)送口輸出,經(jīng)傳輸總線傳至與它相連的需要該信息的其他設備的接收口。在需要兩個通信設備間雙向傳輸時,則在每個方向各用一根獨立的傳輸總線。ARINC429通信采用帶有奇數(shù)奇偶校驗的32位信息字,信息字通過標牌識別，最多具備256個標牌。采用雙極性歸零制的三態(tài)碼調制方式,即調制信號由“高”、“零”和“低”狀態(tài)組成的三電平狀態(tài)調制。
1.2?HI-8582簡介
??? 目前在機載設備中使用的ARINC429總線協(xié)議芯片較多，相比之下，HOLT?INTEGRATED?CIRCUITS公司生產(chǎn)的HI-8582是一款性能價格比較高的ARINC429協(xié)議芯片。該器件的主要功能如下：
●符合ARINC429總線協(xié)議；
●具有獨立的雙向接收和發(fā)送接口；
●無需驅動，可直接上ARINC429總線；
●標牌可程序化識別；
●串行數(shù)據(jù)速率可設位為100kbps或12.5kbps；
●對接收的數(shù)據(jù)可進行奇偶狀態(tài)校驗；并可對發(fā)送數(shù)據(jù)奇偶狀態(tài)進行設置；
●可自動產(chǎn)生字與字之間的間隔；?
●52腳PQFP封裝，節(jié)省印制板空間。
2?AT89C52與HI-8582的接口設計
2.1?接口原理介紹
??? 由于AT89C52是8位處理器，而HI-8582是16位接口芯片，在接口設計中利用一片CPLD實現(xiàn)接口，設計中選用了ALTERA公司的EPM7128作為接口電路。電路框圖見圖1。
圖1中，D1為單片機AT89C52，其中P0端口用于數(shù)據(jù)的的交換，P2端口用于控制，利用兩個外中斷INT0、INT1接收收到的429信號，單片機的復位信號是硬件看門狗產(chǎn)生的，圖1中沒有畫出，復位信號RST作為CPLD的輸入信號，單片機的時鐘選用12MHz,同時12MHz作為CPLD的時鐘源。D2為CPLD器件EPM7128，主要完成8位總線和16位總線的轉換、數(shù)據(jù)交換、編譯碼、產(chǎn)生HI-8582的時鐘和復位信號。D3為ARINC429接口電路HI-8582，BD00～BD11為雙向數(shù)據(jù)總線與EPM7128相接，其余均為離散量。
?

2.2?CPLD的控制邏輯

圖2?接口電路的CPLD控制邏輯

圖2?接口電路的CPLD控制邏輯

CPLD的控制邏輯見圖2。U12為反向器，單片機的復位信號反向后送HI-8582的MR管腳，復位HI-8582中的寄存器。U6～U11構成了分頻電路，將12MHz的時鐘頻率分為1MHz，作為HI-8582的時鐘信號。U1～U5為三態(tài)8D觸發(fā)器，由OE控制輸出，CLK為時鐘控制，上升沿鎖存數(shù)據(jù)，低電平保持，當OE為高電平時輸出為高阻狀態(tài)。2.3?HI-8582的復位及初始化
??? 電路上電后，單片機首先復位RST管腳（高電平有效），同時RST反向后復位HI-8582,然后把控制字寫到16位數(shù)據(jù)總線上，此后便可接收和發(fā)送數(shù)據(jù)。一般情況下，當既不能接收又不能發(fā)送數(shù)據(jù)時，應懷疑初始化過程。初始化程序如下：
?
CLR?7BH;CWSTR清0
MOV?P0,2FH;
SETB?P2.0;
CLR?P2.0;上升延鎖存
CLR?P2.2;設置8582為輸出模式
MOV?P0,#31H;
SETB?P2.3;上升延鎖存控制字低8位
CLR?P2.3;
MOV?P0,#0E0H;
SETB?P2.1;上升延鎖存控制字高8位
CLR?P2.1;
SETB?7BH;
MOV?P0,2FH????;
SETB?P2.0;上升延鎖存
CLR?P2.0;
SETB?P2.2;設置8582為輸入模式 2.4?HI-8582的數(shù)據(jù)發(fā)送過程
??? HI-8582發(fā)送數(shù)據(jù)時，首先應置ENTX引腳為低電平,再將PL1置低，將低16位數(shù)據(jù)寫到16位數(shù)據(jù)總線上,之后，將PL1置高，再將PL2置低，將高16位數(shù)據(jù)寫到16位數(shù)據(jù)總線上，數(shù)據(jù)寫完之后，將ENTX置高。HI-8582的發(fā)送存儲器最多可裝載16個32位字長的數(shù)據(jù)，HI-8582采用的是先進先出的發(fā)送順序。發(fā)送程序如下：
?
MOV?R0,#0A0H;
CLR?7CH;ENTX置低
MOV?P0,2FH;
SETB?P2.0;
CLR?P2.0;
CLR?7EH;PL1置低
MOV?P0,2FH;
SETB?P2.0;
CLR?P2.0;
CLR?P2.2;設置8582為輸出模式
MOV?A,@R0;讀入8位數(shù)據(jù)
MOV?P0,A;
SETB?P2.3;
CLR?P2.3;
INC?R0;
MOV?A,@R0;?讀入8位數(shù)據(jù)
MOV?P0,A;
SETB?P2.1;
CLR?P2.1;
INC?R0;
SETB?7EH;PL1置高
MOV?P0,2FH;
SETB?P2.0;
CLR?P2.0;
SETB?P2.2;
CLR?7DH;PL2置低
MOV?P0,2FH;
SETB?P2.0;
CLR?P2.0;
CLR?P2.2;
MOV?A,@R0;讀入8位數(shù)據(jù)
MOV?P0,A;
SETB?P2.3;
CLR?P2.3;
INC?R0;
MOV?A,@R0;?讀入8位數(shù)據(jù)
MOV?P0,A;
SETB?P2.1;
CLR?P2.1;
SETB?7DH;PL2?HIGH
MOV?P0,2FH;
SETB?P2.0;
CLR?P2.0;
SETB?7CH;ENTX置高
MOV?P0,2FH;
SETB?P2.0;
CLR?P2.0;
SETB?P2.2;?
2.5?HI-8582的數(shù)據(jù)接收過程
??? 當接收器1接收到數(shù)據(jù)后，系統(tǒng)會置HF1低電平,而當接收器２接收到數(shù)據(jù)后，系統(tǒng)將置HF2為低電平。欲使接收器1將接收數(shù)據(jù)的字1送至16位數(shù)據(jù)總線上，應先置SEL為低電平，再置EN1為低電平,而后再置EN2為高電平，SEL為高電平，便可將字2送至16位數(shù)據(jù)總線。要使接收器2的數(shù)據(jù)送至位數(shù)據(jù)總線上，則置EN2為低電平，EN1為高電平即可。接收程序如下：
?
CLR?7AH;從FIFO中讀數(shù)據(jù)
MOV?P0,2FH;SEL置低
SETB?P2.0;
CLR?P2.0;
CLR?78H;EN2置低
MOV?P0,2FH;
SETB?P2.0;
CLR?P2.0????;
SETB?P3.3????;
CLR?P3.3????;
CLR?P2.6;設置8582低8位輸入
SETB?P2.7????;
CLR?P2.7;鎖存8582低8位輸入
MOV?A,P0;讀429第1字節(jié)(8位)
MOV?R2,A;保存數(shù)據(jù)
SETB?P2.6;設置第一字節(jié)輸入為高阻
CLR?P2.5;設置第二字節(jié)為輸入
SETB?P2.4;
CLR?P2.4;鎖存8582第二字節(jié)輸入
MOV?A,P0;讀429第2字節(jié)(8位)
MOV?R3,A;?保存數(shù)據(jù)
SETB?P2.5;高阻狀態(tài)
SETB?78H;EN2?HIGH
MOV?P0,2FH;
SETB?P2.0;
CLR?P2.0;
SETB?7AH;SEL置高
MOV?P0,2FH;
SETB?P2.0;
CLR?P2.0;
CLR?78H;EN2置低
MOV?P0,2FH;
SETB?P2.0;
CLR?P2.0;
CLR?P2.6;
SETB?P2.7;
CLR?P2.7;
MOV?A,P0;讀429第3字節(jié)(8位)
MOV?R4,A;保存數(shù)據(jù)
SETB?P2.6;高阻狀態(tài)
CLR?P2.5;設置低8位為輸入
SETB?P2.4;
CLR?P2.4;
MOV?A,P0;讀429第4字節(jié)(8位)
MOV?R5,A;保存數(shù)據(jù)
SETB?P2.5;高阻狀態(tài)
SETB?78H;EN2置高
MOV?P0,2FH;
SETB?P2.0;
CLR?P2.0;

?
以上程序采用中斷接收數(shù)據(jù)，當HI-8582的FIFO滿后，HF1或HF2將變?yōu)榈碗娖剑a(chǎn)生中斷，按以上程序處理結束后，HF1或HF2將變?yōu)楦唠娖剑瑥亩瓿梢淮螖?shù)據(jù)的接收流程。
3?結束語
??? 按照本文介紹的方法已成功實現(xiàn)HI-8582的ARINC429航空總線接口設計,設計的機載設備已批量裝備現(xiàn)役飛機,效果良好。