CN102621913B - 一种基于arm和dsp的射频切换单元控制方法 - Google Patents

Abstract

一种基于ARM和DSP的射频切换单元控制方法，主要包括射频自动控制系统下位机控制单元模块控制流程以及上位机控制单元模块控制流程，对于下位机控制单元模块控制流程，主要包括电源和中央处理器的初始化、设置模块地址选择电路模块、中央处理器对上位机传输的数据进行解析等步骤，而对于上位机控制单元模块控制流程，主要包括电源、GPIB总线、中央处理器的初始化、中央处理器根据GPIB总线的状态进行读写操作等步骤，整个射频切换单元方法就是通过上位机模块和下位机模块的相互数据交互实现的。该方法具有简单易行、操作灵活的优点。

Description

一种基于ARM和DSP的射频切换单元控制方法

技术领域

本发明属于电子技术／通信领域，涉及一种基于ARM和DSP的射频切换单元集成控制系统的控制方法。

背景技术

常规的终端射频自动测试系统是指采用计算机控制，自动完成建立通话、链路切换、信号测量、数据计算处理并输出测试结果的自动化测试系统，主要应用于无线终端射频指标测试及集成测试系统搭建，包括TD-SCDMA、GSM、WLAN、WCDMA、CDMA和蓝牙等无线终端的射频指标测试及自动测试系统搭建；

现有技术的射频切换系统主要由国外少数厂家生产，生产周期长，而且受限程度大，价格昂贵，且切换单元不能人工单独控制，很难灵活的应用于不同的测试环境，现阶段终端射频测试主要使用先进的测试仪表，但是在对射频终端设备进行测试过程中，针对不同的测试项目，需要搭载相应的射频链路以满足测试要求，同时在完成一项射频测试过程中需要多条射频链路搭载；

如果采用手动测试，不仅增加了测试的工作量，而且由于频繁的手动更换链路，致使测试过程中出错率增加，链路稳定性差，测试添加重复性差，可能引入不必要的干扰而增加测试误差，同时对于现阶段的终端射频自动测试系统，用于射频测试的射频接口箱是一个封闭的单元，没有人机交互界面，不能观察到其中的链路状态，在不启用测试软件时不能对切换单元进行链路切换控制，所以不能满足灵活的测试需求。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有控制技术的不足，提供一种基于ARM和DSP的射频切换单元控制方法，特别应用于无线终端射频指标测试及集成测试系统搭建，包括GSM、WCDMA、CDMA、TD-SCDMA、WLAN、蓝牙等无线终端的射频指标测试及自动测试系统搭建，可适用于不同的测试环境的一种基于GPIB总线的射频切换单元集成控制系统。

本发明的技术解决方案是：一种基于ARM和DSP的射频切换单元控制方法，主要包括下位机模块控制流程以及上位机模块控制流程，对于下位机模块控制流程，具体包括以下步骤：

(1)对下位机模块初始化，电源模块供给其他模块所需的电压、中央处理器TMS320F2808上电初始化；

(2)根据用户需求，设置模块地址选择电路模块；

(3)在中央处理器TMS320F2808中根据上位机模块通过RS485电路传输过来的串行数据进行数据解析；

(4)根据解析的结果控制射频同轴开关电路所链接的不同电路，包含链路查询、链路错误信息、链路闭合、链路复位以及链路调试。

对于上位机模块控制流程，具体包括以下步骤：

(1)对上位机模块初始化，电源模块供给其他模块所需的电压、中央处理器AT91F40816上电初始化、初始化GPIB总线的NAT9914BPL以及LCD模块；

(2)在中央处理器AT91F40816中等待下位机模块通过RS485模块传输过来的数据，然后对数据进行处理，或者通过RS485模块向下位机模块传输相应的数据；

(3)当进行数据输入时，判断上位机模块中的地址选择器对于GPIB总线设置的状态，如果确认是读状态，则读取下位机模块传输的数据，如果是写状态，则使得NAT9914BPL复位，同时使得中央处理器AT91F40816发出错误读数据信息，然后返回主程序；

(4)当进行数据写入时，也同样先判断GPIB总线的状态，如果确认是写状态，则向下位机模块下达数据，如果是读状态，则使得NAT9914BPL复位，同时使得中央处理器AT91F40816发出错误写数据信息，然后返回主程序；

(5)在读信息和写信息均正确的情况下，通过RS232通信模块与外界进行数据的人机交互。

整个射频切换单元方法就是通过上位机模块和下位机模块的相互数据交互实现的。

本发明与现有技术相比的优点在于：

本发明射频切换单元GPIB集成控制方法，简单实用，特别适合于结构紧凑的经济型射频传导测试系统，承载着设备仪表化、人际界面交互，解决了现有技术设备设计可控性差、集成性能差等问题；消除了因人为引入的干扰或泄露而增加测试误差，具备远程自动控制与本地定制控制双重功能，同时通过人机交互界面有助于测试工程师更好的监测系统状态，提高检测效率，对未来射频传导测试的发展具有重要的实际意义；并且本发明采用了基于ARM和DSP的方式，大大提高了运算速度和效率，增强了人机交互界面操作的灵活性。

附图说明

图1为基于ARM和DSP的射频切换单元硬件系统整体结构图

图2是本发明下位机模块中的电源模块电路图；

图3是本发明中央处理器TMS320F2808电路图；

图4是本发明RS-485通信模块图；

图5是本发明RS-232通信电路图；

图6是本发明射频同轴开关电路图；

图7是本发明模块地址选择电路图；

图8是本发明上位机模块中的电源模块电路图；

图9是本发明中央处理器AT91F40816电路图；

图10是本发明通用接口总线GPIB电路图；

图11是本发明地址选择器电路图；

图12是本发明上位机模块中的温度电路图；

图13是本发明下位机模块控制流程图；

图14是本发明上位机模块控制流程图；

具体实施方式

实现本发明所述方法时，需要先对本发明所采用的基于ARM和DSP的射频切换自动控制系统作一介绍，如图1所示，主要包括下位机模块和上位机模块，其中下位机模块包括电源模块电路、中央处理器TMS320F2808电路、射频同轴开关电路和模块地址选择电路。其中电源模块直接给射频同轴开关电路供电，并通过降压后给中央处理器TMS320F2808电路和模块地址选择电路供电，如图2所示，电源模块电路提供+24V工作电压控制射频同轴开关，并且+24V经过汇众电源模块(HZD05B-24S05)变换器降至+5V，用于给TI公司生产的TPS7333Q和金升阳公司生产的B0505LS_1W隔离电源供电，TPS7333Q将电压降至+3.3V用于给TMS320F2808、DS18B20和模块地址选择电路供电，B0505LS_1W(+5V)分别给RS-485和RS-232通信电路供电；中央处理器TMS320F2808电路，如图3所示，作为主控制器对射频同轴开关电路进行工作模式的控制，其主要使用了该芯片的最小系统和P1／P2(16只同轴开关控制引脚)、P3.4／P3.5(RS-232)、P3.6／P3.7／P4.0(RS-485)、P5.5(温度)以及P6.3／P6.4／P6.5／P6.6(模块地址选择引脚)，通过软件程序对下位机模块进行工作控制；RS-485通信模块下位机模块与上位机模块之间的通讯，由图4所示，RS-485通信电路主要由MAX485ESA、6N137以及若干电阻电容连接组成，负责与上位机模块的通信连接，本部分电源一部分由B0505LS_1W提供+5V，另一部分由TPS7333Q提供十3.3V，该电路具有电源隔离与信号隔离作用；RS-232通信模块可以在不需要上位机模块时通过单台计算机控制单个射频切换单元。由图5所示，RS-232通信电路主要由MAX3232ESE、6N137以及若干电阻电容连接而成，负责与计算机的通信连接，不需要上位机模块即可通过计算机可以控制单个射频切换单元。本部分电源一部分由B0505LS_1W提供+5V，另一部分由TPS7333Q提供+3.3V，该电路具有电源隔离与信号隔离作用；由图6所示，射频同轴开关电路主要由AQW212EH、电阻(R360)连接组成，由TMS320F2808发出信号，负责控制同轴开关的通断，本部分电源一部分由+24V提供，另一部分由TMS320F2808通用IO引脚(P1／P2)提供高低电平；模块地址选择电路，如图7所示，由两个排阻构成，连接到TMS320F2808的P6.3／P6.4／P6.5／P6.6(模块地址选择一脚)，通过软件读取该引脚数值，确定该模块编号。整个下位机模块以TMS320F2808作为中央处理器，通过RS485通信模块与上位机模块进行通信，用来对射频同轴开关电路的控制进行监测，

上位机模块主要包括电源模块电路、中央处理器AT91F40816电路、通用接口总线GPIB电路、RS-232电路、地址选择器电路和温度电路。其中电源模块电路，如图8所示，提供+24V工作电压作为电压源，经汇众电源模块(HZD05B-24S05)变换器降至+5V，用于给ATMEL公司生产的中央处理器AT91F40816、SN75160、SN75161、金升阳公司生产的B0505LS_1W隔离电源供电，并可通过JP1将+5V连接到地址选择器电路需要+5V供电的模块。中央处理器AT91F40816电路使用了该芯片的最小系统，如图9所示，分别包括了通用接口总线、1_wire、RS-485、RS_232、IIC总线接口等相关引脚，通过软件程序控制各个引脚工作状态等操作；通用接口总线GPIB电路，如图10所示，主要由NAT9914BPL、SN75ALS160、SN75ALS161构成GPIB通信接口，中央处理器AT91F40816通过对NAT9914BPL编程使其具备SCPI通信能力，受控于计算机GPIB卡。中央处理器AT91F40816电路通过对NAT9914BPL编程使其具备SCPI通信能力，中央处理器AT91F40816电路通过RS-232电路与LCD进行人机界面交互，实时显示系统状态。

AT91F40816通过RS-485通信接口控制下位机模块同轴开关、查询相关信息，AT91F40816通过RS-232通信接口与LCD进行人机界面交互，实时显示系统状态，且LCD通过软件可单独控制射频终端切换单元，而无需通过GPIB接口；地址选择器电路，如图11所示，用于硬件设置GPIB地址，地址范围0-31。温度电路，如图12所示，由测温芯片DS18B20，通过1_wire总线技术读取DS18B20内部温度数值，作为对上位机模块监测数据。整个上位机模块以AT91F40816作为中央处理器，通过RS-485接口电路与下位机模块通信，用来对射频同轴开关电路的控制进行监测；RS-232接口电路与人机交互界面通信，显示控制信息；通过通用接口总线(GPIB)与计算机GPIB卡通信，完成自动控制。

一种基于ARM和DSP的射频切换单元方法，主要包括下位机模块控制流程以及上位机模块控制流程，对于下位机模块控制流程，如图13所示，具体包括以下步骤：

(1)对下位机模块初始化，电源模块供给其他模块所需的电压、中央处理器TMS320F2808上电初始化；

(2)根据用户需求，设置模块地址选择电路模块；

(3)在中央处理器TMS320F2808中根据上位机模块通过RS485电路传输过来的串行数据进行数据解析；

(4)根据解析的结果控制射频同轴开关电路所链接的不同电路，包含链路查询、链路错误信息、链路闭合、链路复位以及链路调试。

对于上位机模块控制流程，如图14所示，具体包括以下步骤：

(1)对上位机模块初始化，电源模块供给其他模块所需的电压、中央处理器AT91F40816上电初始化、初始化GPIB总线的NAT9914BPL以及LCD模块；

(2)在中央处理器AT91F40816中等待下位机模块通过RS485模块传输过来的数据，然后对数据进行处理，或者通过RS485模块向下位机模块传输相应的数据；

(3)当进行数据输入时，判断上位机模块中的地址选择器对于GPIB总线设置的状态，如果确认是读状态，则读取下位机模块传输的数据，如果是写状态，则使得NAT9914BPL复位，同时使得中央处理器AT91F40816发出错误读数据信息，然后返回主程序；

(4)当进行数据写入时，也同样先判断GPIB总线的状态，如果确认是写状态，则向下位机模块下达数据，如果是读状态，则使得NAT9914BPL复位，同时使得中央处理器AT91F40816发出错误写数据信息，然后返回主程序；

(5)在读信息和写信息均正确的情况下，通过RS232通信模块与外界进行数据的人机交互。

整个射频切换单元方法就是通过上位机模块和下位机模块的相互数据交互实现的。

Claims (1)

1.一种基于ARM和DSP的射频切换单元控制方法，其特征在于：主要包括下位机模块控制流程以及上位机模块控制流程，对于下位机模块控制流程，具体包括以下步骤：

(1)对下位机模块初始化，电源模块供给其他模块所需的电压、中央处理器TMS320F2808上电初始化；

(2)根据用户需求，设置模块地址选择电路模块；

(3)在中央处理器TMS320F2808中根据上位机模块通过RS485电路传输过来的串行数据进行数据解析；

(4)根据解析的结果控制射频同轴开关电路所链接的不同电路，包含链路查询、链路错误信息、链路闭合、链路复位以及链路调试；

对于上位机模块控制流程，具体包括以下步骤：

(1)对上位机模块初始化，电源模块供给其他模块所需的电压、中央处理器AT91F40816上电初始化、初始化GPIB总线的NAT9914BPL以及LCD模块；

(2)在中央处理器AT91F40816中等待下位机模块通过RS485模块传输过来的数据，然后对数据进行处理，或者通过RS485模块向下位机模块传输相应的数据；

(3)当进行数据输入时，判断上位机模块中的地址选择器对于GPIB总线设置的状态，如果确认是读状态，则读取下位机模块传输的数据，如果是写状态，则使得NAT9914BPL复位，同时使得中央处理器AT91F40816发出错误读数据信息，然后返回主程序；

(4)当进行数据写入时，也同样先判断GPIB总线的状态，如果确认是写状态，则向下位机模块下达数据，如果是读状态，则使得NAT9914BPL复位，同时使得中央处理器AT91F40816发出错误写数据信息，然后返回主程序；

(5)在读信息和写信息均正确的情况下，通过RS232通信模块与外界进行数据的人机交互；

整个射频切换单元方法就是通过上位机模块和下位机模块的相互数据交互实现的。

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