1 导言
ARINC429总线是美国航空无线电公司(ARINC)拟定的民用航空数字总线传输规范，又称为Mark33数字信息传输体系，现在广泛应用于商用及运送飞机上，我国信息产业部也于1986年参阅ARINC429规范颁布实施了我国自己的航空通讯规范HB-6096-86，其规范和ARINC429根本共同。
传统的ARINC429总线收发板多是直接插到核算机的主板接口上，完结起来过于费事，而且要编写相应得驱动程序来完结数据的实时显现和存储。本文介绍了一种根据Intel的16位单片机80C196KC的ARINC429总线收发板，它既能够经过串口衔接到核算机上，一起又能够完结数据在收发板的存储和显现，规划简略，便于带着，给ARINC429总线的检测带来了很大的便利。
2 ARINC429总线的传输规范及体系全体规划
ARINC429协议规则以串行办法完结数字数据信息的传输，而且只能是单向传输，所以
在总线上只允许有一个发送设备，能够一起有多(不超越20个)个接纳设备，信息编码的根本格局有两种，32位或25位数字组成的根本数据单元，不管那种格局都包含8位标志位、
1位奇偶校验位和两位状况位，两种传输格局的不同仅仅带着数据的长度不同，数据的传输速率有100Kbps和12.5Kbps两种，既能够完结高速传输又能够低速传输[1]。
接口板规划的意图是能够完结对ARINC429总线进行数据的接纳和发送，，它既能接纳双极归零制的429信号并将其转化为数字信号送入核算机或其它设备，又可将核算机或其它设备宣布的数字信号转化为429信号输出。本文介绍的总线接口板以Intel的十六位单片机MCS-80C196KC为中心，完结数据的接纳和发送、外围芯片的逻辑操控、数据的存储和显现以及和核算机的接口[3][4]。ARINC429总线协议芯片HS-3282完结发送时数据的缓存和并行、串行的彼此转化，HS-3182为ARINC429总线的驱动芯片，能够完结体系内部逻辑信号与ARINC429所要求的差分信号的转化，一起能够作为发送数据的缓存和调理发送速率，体系的全体框图如图1所示：
图1 体系的全体框图
3 接口板的硬件规划
ARINC429总线协议芯片和驱动芯片
ARINC429的接纳电路现已有了工业规范的芯片组，其间以Harris公司出产的HS-3282和HS-3182最为盛行，HS-3282是总线协议芯片，HS-3182是总线驱动芯片，都满意ARINC429的通讯规范。
HS-3282是十六位宽的核算机数据总线和ARINC429总线的接口，它有2接纳通道和一个发送通道，HS-3182是完结电平的转化，有关于这两个芯片的介绍许多，这儿就不再阐明。因为ARINC429总线的数据宽度为32位，而HS-3282的数据位宽为16位，因而用了两个字WORD1、WORD2与核算机交流收发的32位ARINC429总线上的数据，其数据的对应联系如表1和表2所示[2]：
表1. WORD1与ARINC429总线数据位的联系
WORD11514131211109876543210
429协议13121110931303212345678
429界说数据低位S/DSSMP标志位
表2. WORD2与ARINC429总线数据位的联系
WORD21514131211109876543210
429协议29282726252423222120191817161514
429界说±数据位
从表1和表2能够看出，ARINC429的数据位和核算机的数据位并不是一一对应的，在WORD1中有标志位、奇偶校验位P、状况位SSM、源方针标志S/D以及数据低位，WORD2是十六位数据，而且8位标志位是反序的，有时会带来不便利，但核算机收集来的数据能够直接应用到WORD2上，在发送数据时会十分便利。
HS-3182是作为ARINC429总线的发送设备完结两路信号的差分驱动，与HS-3182相连的电容操控用来操控ARINC429的传输速率，其间c1，c2为75pF时对应ARINC429总线的高速状况(100Kbps)、为300pF时对应ARINC总线的低速状况(12.5Kbps)，因而尽量用高精度、军等第的电容，HS-3282和HS-3182相连的电路图如图2所示：
图2 HS-3282和HS-3182的衔接图
3.2 ARINC429总线收发硬件电路
硬件的核算机体系选用Intel的16位单片机80C196KC，该CPU能够动态的装备成8位或许16位的总线宽度，结构选用寄存器结构，有232字节的RAM寄存器阵列供用户装备，外接晶振为12MHz或许20MHz，能够满意ARINC429总线的高速发送和接纳。CPU和HS-3282的接口比较简略，发送经常和HS-3182相配合运用，因为HS-3282的数据宽度为16位的，因而单片机也装备成16位总线宽度，CPU和HS-3282的接口部分要害便是对收发的逻辑操控，比如接纳器1数据能够读取标志D/R1，接纳器2数据能够读取标志D/R2，总线挑选信号SEL等端口都需求CPU的操控和监督，在这儿就直接和CPU的I/O口相连，当然也能够经过CPU的I/O，/RD，/WR及地址的低位和GAL或许CPLD相连，经过编成组成专门的逻辑操控电路，这在单片机的I/O口不行用时能够选用这种办法，HS-3282需求CPU操控和监督的管脚如表3所示：
表3. S-3282操控及状况的引脚及功用
符号管脚号输入/输出描绘
SEL8输入总线数据挑选，挑选两个十六位中的一个，用于接纳器1或2
/DR16输出接纳器1数据能够读取标志
/DR27输出接纳器2数据能够读取标志
/EN19输入接纳器1中的数据输出到总线上
/EN210输入接纳器2中的数据输出到总线上
/MR39输入复位信号
ENTX33输入发送使能信号，使数据从HS-3182的FIFO发送到429总线上
/PL128输入第1个16位字发送到FIFO中
/PL229输入第2个16位字发送到FIFO中
TX/R30输出发送存储器FIFO为空标志
/CWSTR34输入操控字锁存到操控寄存器
因为HS-3282是外围器材，收发速率都没有CPU快，因而要为CPU供给READY信号，在这儿为CPU供给READY信号的是/EN1和/EN2管脚，只需这两个管脚有一个是低电平就能够发生READY，因而对这两个信号加一个与非门既能够发生READY信号。
4 软件规划
HS3282的收发既能够选用查询办法又能够选用中止办法，因为发送器状况标志位TX/R接到CPU的I/O口，这就约束了软件规划时发送选用查询办法。接纳两种办法都能够，在这儿选用中止办法接纳。
初始化程序规划
在上电复位后单片机应首要进行本身初始化和HS3282的设置，主要是设置单片机的波特率和向HS3282写操控字。在这儿设置单片机的串口为作业形式1，即10位构成一串行帧： 1位开始位(0)，8位数据(低位在先)，1位中止位(1)。单片机首要将操控字写到P3和P4端口，经过置高再置低P2.7端口，将操控字在/CWSTR的下降沿写入，进行作业办法、码速率等的设置。
接纳程序规划
数据的接纳以中止呼应的处理为中心。HS3282有两路接纳通道，这两个接纳通道标志位/DR1、/DR2同享一个中止，就简略呈现中止抵触现象，为了防止这种现象在硬件规划中现已考虑到了这种问题，将接纳器标志/DR1、/DR2别离与单片机I/O口的P0.0和P0.1相衔接，当发生接纳中止时，经过软件检测办法判别是哪一路引起的中止，其软件规划如下：
ReceiverData(char *data)
{
if(P0.0==0) //P0.0=/DR1
{ P1.3=0; //P1.3=SEL
P1.4=0; //P1.4=/EN1
*data=P3;
*(data+1)=P4; //接纳低16位
P1.3=0;
P1.4=1;
P1.4=0;
*(data+2)=P3;
*(data+3)=P4; //接纳高16位
｝
else
if(P0.1==0) //P0.1=/DR2
{ P1.3=0;
P1.5=0;
*data=P3;
*(data+1)=P4; //接纳低16位
P1.3=0;
P1.5=1;
P1.5=0;
*(data+2)=P3;
*(data+3)=P4; //接纳高16位
｝
｝
发送程序规划
在数据的发送过程中，PC机经过串口把数据发送到单片机的串口缓存区，单片机查询到串口缓存区有数据后，接纳到一个完好的数据字。一起单片机向HS3282写入一个32位的数据字也要分两次才干完结。准备好低16位数据，操控HS3282的引脚PL1，使PL1从低电平跳变到高电平，将低16位数据写入;相同的办法将高16位数据在PL2从低电平跳变到高电平写入。经过发动HS3282的引脚ENTX发送操控信号，HS3282将主动发送数据，其规范满意ARINC429协议，单片机检测到TX/R为高，即数据发送完结时将ENTX置低。发送函数如下所示：
SendData(char *data)
{ P1.6=0; //P1.6=PL1
P3=*data;
P4=*(data+1); //低16位
P1.6=1; //上升沿写入
P1.7=0; //P1.7=PL2
P3=*(data+2);
P4=*(data+3); //高16位
P1.7=1; //上升沿写入
P2.6=0; //P2.6=ENTX，发送使能
while(P0.2); //P0.2=TX/R，查看是否发送完结
P2.6=1; //发送制止
｝
5 定论
根据16位单片机的ARINC429总线接口板使用高性能的专用芯片组HS3282和HS3182来规划总线接口，因为该芯片能很好的满意ARINC429协议，给接口板的规划带来了很大的便利，经实践使用简略有用，而且具有很高的可靠性。
