0 导言
航空电缆是飞机的神经体系，衔接着飞机电气、航电、火控、操作等各体系，为飞机各部件供给动力电源、操控信号和数据信息。受飞机机身空间的约束，电缆体系布线一般都集中于狭小的机壁内，飞机机壁内简直遍及导线，因而航空电缆体系要求高牢靠、高集成、高简便;我们导线品种繁复，各类电源线、凹凸频信号线、数据线稠浊在一起，长度可达数百公里，电气环境十分杂乱，然后使其潜在毛病增多，许多空难事端和飞行器毛病都直接或直接与电缆体系毛病有关，因而，航空电缆的“健康”是飞机安全运转的重要保障，电缆安全问题尤为重要。可是国内关于航空全机电缆测验技能的措辞比较短缺，远落后于国外已处于惯例使用的现状。
依据飞机全机电缆散布间隔长(近百米)、点数多(3万点以上)的测验要求，本文提出一种依据CAN总线的散布式柔性电缆测验体系。该体系具有测验点数可扩展性、依据电缆智能辨认的测验柔性、散布式测验端多点鼓励性等长处，可分量大客、大运等飞机总装和修理部分的检测需求。
1 依据CAN总线的测验体系结构
CAN总线是一种有用支撑散布式操控的串行通讯总线，结构简略，牢靠性和数据传输速率高，网络内的结点个数在理论上不受约束，各节点之间可以完结自在通讯。
图1所示为依据CAN总线的散布式电缆测验体系，由主机、CAN总线适配卡，CAN总线和散布机组成。
主机依据数据库的电缆衔接信息和接插件信息生成测验程序，发布信息并监控各个散布机的作业情况、经过测验软件供给人机交互的界面。主机构成原理图如图2所示。主机经过CAN总线适配卡与CAN总线通讯，CAN总线适配卡选用RS 232-CAN接口，由MAX232电平转化芯片、AT 89S52单片机、CAN总线操控芯片SJA1000和收发器TJA1050等组成。SJA1000是一款独立的操控器，用于轿车和一般工业环境中的操控器局域网络。TJA1050是CAN协议操控器和物理总线之间的接口，是一种规范的高速CAN收发器，可以为总线供给差动发送功用。总线适配卡的根本作业原理是：主机经过RS 232将数据发送至单片机，由单片机依照特定的CAN使用协议经过CAN总线操控器SJA1000和CAN发送器TJA1050转发到CAN总线。散布机经过CAN总线完结散布机与主机以及散布机与散布机之间的通讯，完结电缆的通断、电阻、绝缘耐压以及电容测验和毛病定位等功用，在主机的一致分配下可进行电缆主动辨认和非冗余多点鼓励测验，然后进步测验速度。
2 散布机的硬件结构
该体系以模块化规划为根底，每个散布机都具有相同的转接接插件和测验功用，我们体系规划了电缆特征主动辨认电路，并建立了相应的数据信息，可以完结转接电缆盲插功用，所以可分量大间隔散布测点的散布机互换性。散布机的硬件结构如图3所示。
它由ARM微操控器模块、CPLD模块、继电器矩阵开关模块和测验模块构成。每个散布机的测验点容量为3 000点，测验点挑选电路由杂乱可编程器材(CPLD)操控的大规模继电器矩阵开关组成，可以在同一时间完结多路通道之间的电缆检测。
2.1 ARM微操控器
散布机选用LPC2290ARM芯片作为主操控器，LPC2290片上资源丰富，可以分量该体系关于测验电路的操控需求，而且可以削减体系硬件规划的杂乱度，支撑JTAG实时仿真，开发调试便利。一起LPC2290内部集成2路CAN操控器又可使其作为CAN总线的节点，省去了CAN操控器外围电路的规划，削减搅扰。其内置的CAN操控器契合CAN 2.0B，ISO11898—1总线规范，总线的数据波特率可达1 Mb/s，可拜访32位的寄存器和RAM，大局检验过滤器可辨认简直一切总线的11和29位R标识符，检验过滤器为可挑选的规范标识符供给了FullCAN—style主动接纳。CAN操控器的驱动电路仍然挑选收发器TJA1050，并在ARM和收发器之间参加DC-DC电源阻隔模块和2路高速光耦器6N137组成的阻隔电路，保证在CAN总线遭受严峻搅扰时操控器可以正常作业。
2.2 测验电路模块
测验电路模块由高精度万用表板卡完结通断测验、绝缘测验、%&&&&&%测验和毛病定位等相关电缆测验的功用，散布机的主操控器LPC2290依据测验指令经过操控开关切换体系将测验电路加载到所需鼓励电缆测验端口，并并重呼应端口的信息。
2.3 地址选通操控CPLD模块规划
可编程逻辑器材已得到广泛的使用，为数字体系的规划带来极大的灵活性，可以经过软件编程对其硬件结构和作业办法进行重构，然后使硬件规划好像软件规划那样便利快捷。CPLD内部有很多的门电路，适于完结杂乱的组合逻辑。
2.3.1 CPLD功用完结
散布机使用CPLD完结主操控器LPC2290 I/O口扩展，主操控器只需把待测电缆地址经过串行接口SPI发送给CPID，由CPLD操控继电器矩阵开关进行选通。CPLD采甩Altera公司的MAXⅡ系列的EPM570ZM256C6，具有160个通用I/O口。开发工具选用Altera公司推出的归纳性PLD开发软件QuartusⅡ。依据散布机测点容量需求，CPLD规划成一个150位串入并出的移位寄存器和一个150位的输出锁存器，寄存器与输出锁存器的操控彼此独立，归纳后的功用模块如图4所示。其间，CLK为移位寄存器的时钟输入，数据在上升沿时读入;SI是串行输进口;SO为串行输出，用于进行级联;LAT是输出锁存器操控信号，数据在其上升沿时输出;EN为使能端，高电平使能输出，低电平则使输出为高阻态。20片CPLD级联可以使散布机完结3 000点的测验容量。
2.3.2 LPC2290对CPLD的操控
LPC2290经过SPI接口操控CPLD，衔接原理图如图5所示。
该体系中SPI总线操作的流程图如图6所示。LPC2290的SPI接口数据传输格局的设置要与CPLD数据传输格局相契合，即SPCR=0x30，SPI接口每次发送一个字节的数据，在本体系中需要做375次循环，可完结3 000位数据的串入并出。
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要害程序代码如下所示：
2.4 继电器矩阵开关规划
矩阵开关的首要作用是完结对测验点的导通挑选以及将测验电路切换到相应的通道。与CPLD相对应，矩阵开关以150个点为单位。
继电器作为测点通断的碑文元件，其牢靠性和反应速度直接影响整个体系的功能，挑选具有高牢靠性、高信号阻隔度和功能安稳等特色的12 V继电器EC2—12作为切换操控继电器。EC2—12是单线圈自锁继电器，当输入+12 V鼓励时继电器闭合，而且状况会一向坚持，直到-12 V鼓励到来时继电器才会翻开。挑选L298N组成继电器驱动电路，该驱动电路能将TTL逻辑电平信号转化为本体系所需的±12 V电压，完结继电器的置位和复位。使用每一EC2—12的2个常开点(K1和K2是继电器1和继电器2常开点)操控2个(例如0和1)测点，每一对继电器操控两个测点方位(继电器1操控输出端，继电器2操控输入端)，其原理图如图7所示。测验电路经切换开关接到输入和输出端，完结对待测电缆的测验。
3 结语
该体系在确认CAN总线作业形式的根底上，散布机硬件选用模块化规划;针对大规模矩阵开关模块的操控办法，提出了依据CPLD的规划方案，给出硬件完结办法和部分通讯程序流程。体系可以依据待测目标完结测验容量的扩大，使用便利，可以在主机一致分配下完结多点鼓励，进步测验速度和测验柔性，可使用在航空电缆等具有杂乱电缆网络的大型设备场合。
