CN105549467B - 一种基于1553b总线的测控装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于1553B总线的测控装置，装置包括：控制板，其输入端通过1553B总线接收外部输入的1553B指令，输出端连接开出板输入端；所述控制板包括通讯电路、控制电路和开入量输入电路，通讯电路用于接收1553B指令并发送至控制电路，控制电路对所述1553B指令进行编码译码处理，得到数字量信号并发送至开出板；同时开入量输入电路采集外部状态信息，进行检查判断并将结果发送至外部测试系统；开出板，其输出端连接继电器板输入端，用于接收控制板发送的数字量信号，进行转换后得到开出信号并发送至继电器板；继电器板，用于接收开出板发送的开出信号以控制其内部的电磁继电器工作，输出控制信号。本发明装置具有通用性和可移植性，能有效提高其在测控系统的可靠性与高精度。

Description

一种基于1553B总线的测控装置
技术领域
本发明涉及控制技术领域，具体涉及一种基于1553B总线的测控装置。
背景技术
1553B总线又称MIL-STD-1553B总线，是美国军方专为飞机上设备制定的一种信息传输总线标准，也就是设备间传输的协议。由于MIL-STD-1553B数据总线具有双向输出特性，实时性和可靠性高，已广泛应用在当代的运输机和相当数量的民航客机以及军用飞机上。国内参考美国的标准制定的航天总线协议为GJB289A-97,全称《数字式时分制指令/响应型多路传输数据总线》，它规定了数字式时分制指令/响应型多路传输数据总线及其接口电子设备的技术要求，同时规定了多路传输数据总线的工作原理和总线上的信息流及要采用的电气和功能格式，这种总线被用来为各种的系统之间的数据和信息的交换提供媒介，它类似“局域网或者LAN”，以其可靠性高、传输速率较高、技术成熟、易于扩展等优点而得到广泛应用，尤其在航空、航天、船舶和其他武器装备上的到广泛的关注。
测控装置是测控系统的重要组成之一，安装在控制系统内部，实现控制信号的输出以及回测。由于CAN总线的高性价比，被许多工业设备采用，因此，测控装置一般采用CAN总线通讯，接收与发送控制指令、传递信息及信号回测。鉴于测控装置广泛适用领域，航空、航天、船舶等，另外根据测控系统高可靠性、高检测精度的要求，测控装置上需采用一种数据总线结构，该数据总线使处理机(包括硬件和软件)、信息传输以及控制显示3个分系统为各种任务所共用。而1553B总线由于其优良性能恰好能满足该要求。
近年来，随着1553B总线的广泛适用，某些测控系统经常存在与基于1553B设备的通讯，且要求在航空、航天、船舶等多领域交叉使用。而现有的基于1553B测控装置存在单一领域不可移植使用的缺陷。为了保证测控装置的通用性和可移植性，需要提出一种改进的基于1553B总线的测控装置。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明的目的在于提供一种基于1553B总线的测控装置，本发明装置具有体积小、集成度高、应用广泛的特点，克服了现有基于1553B的测控装置在单一领域不可移植使用的缺陷。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是，提供一种基于1553B总线的测控装置，所述装置包括：
控制板，其输入端通过1553B总线接收外部输入的1553B指令，输出端连接开出板输入端；所述控制板包括通讯电路、控制电路和开入量输入电路，所述通讯电路用于接收所述1553B指令并发送至控制电路，控制电路通过其内部的可编程逻辑器件对所述1553B指令进行编译码处理，得到可被CAN总线识别的数字量信号并发送至开出板；所述开入量输入电路用于采集外部状态信息，进行检查判断并将结果发送至外部测试系统；
开出板，其输出端连接继电器板输入端，用于接收控制板发送的数字量信号，进行转换后得到开出信号并发送至继电器板；
继电器板，用于接收开出板发送的开出信号以控制其内部的电磁继电器工作，输出控制信号。
作为进一步优选地，所述通讯电路包括协议转换芯片和ARM处理器，所述协议转换芯片用于接收外部输入的1553B指令，进行中断处理后发送至ARM处理器，经ARM处理器处理后发送至控制电路。
因此，本发明可以获得以下的有益效果：本发明的测控装置基于1553B总线设计,通过控制板中通讯电路、控制电路接收1553B指令并经软件逻辑判断、可编程逻辑器件编码译码处理后输出数字量信号，进而控制开出板、继电器板的继电器输出复位等控制信号，并经控制板开入量输入电路回采，并将回采复位等外部状态信息进行检查判断以通过ARM处理器自带CAN总线将结果传送至测试系统,能有效实现基于1553B总线的跨领域应用。本发明采用模块化设计，各模块功能相对独立，有效利用空间，便于布置；本发明的测控装置具有体积小、集成度高、应用广泛的特点，能有效提高其在测控系统的可靠性与高精度，具有较好的应用价值和推广前景。
附图说明
图1是本发明基于1553B总线的测控装置结构示意图；
图2是本发明本发明测控装置数据交换流程示意图；
图3是本发明一个具体实施例中测控装置三维装配示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
如图1所示，本发明测控装置包括：控制板、开出板以及继电器板。
控制板由通讯电路、控制电路以及开入量输入电路组成。控制板通过通讯电路中的微处理器和协议转换芯片组成的通讯电路接收1553B指令，并根据微处理器中控制软件的逻辑判断，经过控制电路的可编程逻辑器件将数字量信号开出，并传输至开出板进而控制继电器输出。此外，开关量输入电路将外部的复位等状态信息进行采集，对状态的正确性进行检查判断，通过ARM处理器自带的CAN总线将检查结果传送至外部测试系统。
控制板输出的数字量信号控制开出板和继电器板内部的继电器，完成相应控制信号的输出。
复位等外部命令通过1553B总线发送至控制板，该命令经控制板中的微处理器和协议转换芯片通讯电路接收。接收命令过程为：当协议转换芯片接收到来自1553B总线的与本地址相关的消息时，若符合中断条件，将向微处理器申请中断，由微处理器进行消息处理。中断处理程序中处理器首先读取协议芯片的中断状态寄存器，判断该终端是否为干扰引起的误中断，如果为干扰引起的误中断，则退出消息处理；如果不为干扰引起的误中断，则读取中断状态寄存器。然后读RT状态字寄存器，判断是否子地址忙，如果是则退出并结束流程，如果否则读取状态寄存器。最后读消息描述字符中命令字的T/R*位，并判断命令为接收命令还是发送命令。当命令为接收命令时，根据消息描述字符中的数据块指针，查找到接收数据块并保存数据至处理器，接收数据包个数加1，退出中断。主程序中判断接收数据包个数不为零时，将接收数据包个数清零，同时按约定执行接收到的数据所定义的指令并将数据发送至控制电路的可编程逻辑器件。
经上述过程后，指令通过控制电路的可编程逻辑器件将数字量信号开出，并传输至开出板。
开关量输入电路用于采集外部的状态信息。通过其内部的光耦电路调理后发送至微处理器进行检查判断。
控制板输出的数字量信号控制开出板和继电器板中的继电器，完成相应控制信号的输出。
开出板由固体继电器组成，用于完成数字量信号的转换。
继电器板由电磁继电器组成，用于完成控制信号的输出。
本发明测控装置数据交换的主流程如图2所示。电路上电后，首先会保持复位引脚置低一段时间，使协议转换芯片硬件复位。此后处理器可通过设置启动复位寄存器，对协议转换芯片进行软件复位。对于RT模式，初始化设置包括配置相应寄存器，初始化相应子地址查询表及子地址控制字，设置非法指令区等。具体初始化设置是协议转换芯片的复位及初始化：设置启动/复位寄存器，软件复位协议转换芯片；设置配置寄存器3最高位，进入增强模式；设置中断屏蔽寄存器，使能子地址控制字中断；设置配置寄存器2，进入增强型RT存储管理模式，使能接收子地址双缓冲，使能忙位查询表，设置脉冲中断并使能中断状态寄存器自动清零；设置配置寄存器3，使能增强型模式命令操作；初始化堆栈区。清零用于存放消息块状态字的地址空间，并初始化；堆栈指针使之指向栈顶；初始化模式码中断表；初始化子地址查询表，为节约存储空间，对未使用的子地址，可分配一个共用存储区。发送、接收可指定为同一数据块，或发送、接收各指定一个数据块；设置子地址控制字，为每一个子地址指定中断条件和消息存储模式；初始化于地址忙位表，在系统完成初始化前，可全部设成“忙”；设置非法指令区；最后设置配置寄存器l。进入RT作方式，至此完成配置，开启RT。若有事件即接收到命令后，按照控制板中通讯电路接收命令后的流程进行。
图3为本发明控制器三维装配示意图。如图3所示，第一层为控制板，第二层为开出板，第三层为继电器板，板层之间的信号通过接插件进行传递。通过层叠结构，便于装配及拆卸，使得本发明装置具有较高的可操作性。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种基于1553B总线的测控装置，其特征在于，所述装置包括：
控制板，其输入端通过1553B总线接收外部输入的1553B指令，输出端连接开出板输入端；所述控制板包括通讯电路、控制电路和开入量输入电路，所述通讯电路用于接收所述1553B指令并发送至控制电路，控制电路通过软件逻辑判断、可编程逻辑器件编码译码处理后输出数字量信号至开出板；所述开入量输入电路用于将外部的复位状态信息进行采集，对状态的正确性进行检查判断，通过ARM处理器自带的CAN总线将检查结果传送至外部测试系统；
开出板，其输出端连接继电器板输入端，用于接收控制板发送的数字量信号，进行转换后得到开出信号并发送至继电器板；
继电器板，用于接收开出板发送的开出信号以控制其内部的电磁继电器工作，输出控制信号；
所述通讯电路包括协议转换芯片和ARM处理器，所述协议转换芯片用于接收外部输入的1553B指令，进行中断处理后发送至ARM处理器，经ARM处理器处理后发送至控制电路；当协议转换芯片接收到来自1553B总线的与本地址相关的消息时，若符合中断条件，将向微处理器申请中断，由微处理器进行消息处理；中断处理程序中ARM处理器首先读取协议芯片的中断状态寄存器，判断该中断 是否为干扰引起的误中断，如果为干扰引起的误中断，则退出消息处理；如果不为干扰引起的误中断，则读取中断状态寄存器；然后读RT状态字寄存器，判断是否子地址忙，如果是则退出并结束流程，如果否则读取状态寄存器；最后读消息描述字符中命令字的T/R*位，并判断命令为接收命令还是发送命令；当命令为接收命令时，根据消息描述字符中的数据块指针，查找到接收数据块并保存数据至ARM处理器，接收数据包个数加1，退出中断；主程序中判断接收数据包个数不为零时，将接收数据包个数清零，同时按约定执行接收到的数据所定义的指令并将数据发送至控制电路的可编程逻辑器件；
测控装置数据交换的主流程为：电路上电后，首先保持复位引脚置低一段时间，使协议转换芯片硬件复位；此后微处理器通过设置启动复位寄存器，对协议转换芯片进行软件复位；对于RT模式，初始化设置包括配置相应寄存器，初始化相应子地址查询表及子地址控制字，设置非法指令区；具体初始化设置是协议转换芯片的复位及初始化：设置启动/复位寄存器，软件复位协议转换芯片；设置配置第三寄存器最高位，进入增强模式；设置中断屏蔽寄存器，使能子地址控制字中断；设置配置第二寄存器，进入增强型RT存储管理模式，使能接收子地址双缓冲，使能忙位查询表，设置脉冲中断并使能中断状态寄存器自动清零；设置配置第三寄存器，使能增强型模式命令操作；初始化堆栈区；清零用于存放消息块状态字的地址空间，并初始化；堆栈指针使之指向栈顶；初始化模式码中断表；初始化子地址查询表，为节约存储空间，对未使用的子地址，分配一个共用存储区；发送、接收可指定为同一数据块，或发送、接收各指定一个数据块；设置子地址控制字，为每一个子地址指定中断条件和消息存储模式；初始化于地址忙位表，在系统完成初始化前，全部设成“忙”；设置非法指令区；最后设置配置寄存器l；进入RT模式，至此完成配置，开启RT；若有事件即接收到命令后，按照控制板中通讯电路接收命令后的流程进行。
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