基于BU-61580設(shè)計(jì)的1553B總線板卡

摘要 BU-61580芯片是美國(guó)DDC公司生產(chǎn)的、用于實(shí)現(xiàn)微處理器到1553B總線信號(hào)轉(zhuǎn)換的接口協(xié)議芯片，具有BC／RT／MT一體化設(shè)計(jì)、單電源、電磁兼容性滿足軍標(biāo)等特點(diǎn)。文中介紹了基于BU-61580設(shè)計(jì)的1553B總線板卡，擴(kuò)展性強(qiáng)、功能強(qiáng)大，可廣泛應(yīng)用于航空、通信等領(lǐng)域。
關(guān)鍵詞 1553B總線；配置寄存器；半雙工方式；總線控制器；遠(yuǎn)程終端

    數(shù)據(jù)傳輸作為總線網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分，是數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)。采用數(shù)據(jù)總線傳輸方案組建的測(cè)控網(wǎng)絡(luò)，較好地解決傳統(tǒng)的測(cè)控系統(tǒng)過(guò)于復(fù)雜、笨重、可靠性低等缺點(diǎn)。數(shù)據(jù)總線作為飛機(jī)航電系統(tǒng)中首先運(yùn)用的數(shù)字電子設(shè)備，其中MIL-STD-1553B是其典型代表，它是20世紀(jì)70年代美國(guó)公布的一種串行多路數(shù)據(jù)總線標(biāo)準(zhǔn)，利用一條屏蔽雙絞線進(jìn)行帶有時(shí)鐘信息的數(shù)據(jù)傳輸。它最初是為飛機(jī)提出的內(nèi)部電子系統(tǒng)連網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)。后來(lái)由于其可靠性高、傳輸率較高、技術(shù)成熟、易于擴(kuò)展等優(yōu)點(diǎn)得到廣泛應(yīng)用，尤其在航空、航天測(cè)控網(wǎng)絡(luò)中倍受關(guān)注。

1 1553B總線簡(jiǎn)介
    1553B總線是一種廣播式分布處理的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，可掛接32個(gè)終端，所有終端共享一條消息通路，任一時(shí)刻網(wǎng)絡(luò)中只有一個(gè)終端在發(fā)送消息，傳送中的消息可以被所有終端接收，實(shí)際接收的終端通過(guò)地址來(lái)識(shí)別。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、終端擴(kuò)展方便，任一終端的故障都不會(huì)造成整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的故障，總線控制器則可以通過(guò)備份提高可靠性，但網(wǎng)絡(luò)對(duì)總線本身的故障比較敏感，因此通常采用雙冗余度總線。
    1553B總線強(qiáng)調(diào)了整個(gè)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性，即傳輸一個(gè)固定消息所需的時(shí)間短。1553B總線按指令／響應(yīng)的方式異步操作，即總線上所有消息傳輸都由總線控制器發(fā)出的指令來(lái)控制，這種方式適合集中控制的分布式處理系統(tǒng)。1553B通信協(xié)議中反映了支持電子系統(tǒng)中同步／異步通信的特性。
    1553B總線為多冗余度總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，具有雙向傳輸特性，其傳輸速度為1 Mbit·s-1，傳輸方式為半雙工方式，采用曼徹斯特Ⅱ型碼。它采用指令／響應(yīng)型通信協(xié)議，具有3種終端類(lèi)型：(1)總線控制器(BC)，是在總線上惟一被安排為執(zhí)行建立和啟動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸任務(wù)的終端。(2)遠(yuǎn)程終端(RT)，是用戶子系統(tǒng)到數(shù)據(jù)總線上的接口，能在BC的控制下提取或吸收數(shù)據(jù)。(3)總線監(jiān)視器(MT)，是監(jiān)控總線上的信息傳輸，以完成對(duì)總線上的數(shù)據(jù)源進(jìn)行紀(jì)錄和分析，但其本身不參與總線通信。

2 BU-61580簡(jiǎn)介
    BU-61580是美國(guó)DDC公司為MIL-STD-1553B標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的超大規(guī)模接口協(xié)議芯片，它是當(dāng)前1553B總線應(yīng)用系統(tǒng)中流行的器件，圖1是BU-61580的內(nèi)部功能框圖。它內(nèi)部功能強(qiáng)、接口靈活、便于控制，有各種封裝形式和供電電壓供用戶選擇，是1553B等總線標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用中較常用的接口芯片。

3 基于BU-61580設(shè)計(jì)的1553B總線板卡
    本文采用MCS-51系列的單片機(jī)AT89C52與BU-61580共同設(shè)計(jì)，該板卡接口靈活、控制簡(jiǎn)單，可設(shè)置為1553B總線中的BC、RT、MT終端類(lèi)型進(jìn)行工作，外圍控制為通用RS232串口。下面以BC終端類(lèi)型舉例說(shuō)明，簡(jiǎn)要介紹如何完成對(duì)BU-61580的控制，實(shí)現(xiàn)1553B總線功能。
3．1 硬件設(shè)計(jì)
    BU-61580與微處理器或外部存貯器接口靈活。可與8位8位、16位多種微處理器接口，需要較少的控制邏輯電路。這里BU-61580與微處理器采用了直接存貯器存取方式、使用了16位地址線、8位數(shù)據(jù)線。圖2為該1553B板卡的原理圖。

3．2 軟件設(shè)計(jì)
    由于BU-61580功能強(qiáng)，可通過(guò)程序設(shè)計(jì)使其成為BC、MT、RT或MT兼RT，所以其軟件設(shè)計(jì)也較為復(fù)雜，如圖3所示。

    該板卡的軟件主流程圖如圖3(a)，板卡加電后，軟件首先對(duì)BU-61580進(jìn)行初始化設(shè)置，在主循環(huán)里分別對(duì)RS232串口標(biāo)志、50ms定時(shí)標(biāo)志、外部中斷標(biāo)志進(jìn)行查詢，該板卡的對(duì)外接口為RS232串口，接收到外部RS232命令后，應(yīng)根據(jù)命令做出不同的操作，如發(fā)送1553B輸入命令等；該板卡會(huì)50ms周期發(fā)出1553B輸出命令，讀取回傳數(shù)據(jù)，通過(guò)RS232板卡送出；當(dāng)發(fā)出1553B命令后，BU-61580啟動(dòng)命令傳輸，傳輸完畢后或回傳數(shù)據(jù)完畢，BU-61580會(huì)產(chǎn)生外部中斷，要求單片機(jī)讀取數(shù)據(jù)。圖3(b)為啟動(dòng)發(fā)送1533B命令的流程圖。

4 結(jié)束語(yǔ)
    BU-61580的應(yīng)用較為復(fù)雜，文中介紹了一部分的應(yīng)用技術(shù)，但其他功能的軟件設(shè)計(jì)過(guò)程與之類(lèi)似，供感興趣者參考。