CN106527265B - 一种基于dsp嵌入式系统的多总线综控装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于DSP嵌入式系统的多总线综控装置，包括供电模块、DSP控制器、CAN总线匹配模块、AD采集模块、1553B驱动电路和继电器控制模块；用于接收控制系统的1553B总线指令并执行指令动作，接收测试系统的CAN2总线指令并执行指令对各单机测试，并通过回测实时检测多总线综控装置本身与其他单机的指令执行状态；本发明提供的这种多总线综控装置实现了向控制系统和测试系统实时反馈当前各单机状态的功能，具有集成度高、自动化程度高、体积小、可靠性高、实时性高的特点，解决了现有的综控装置不能自测试、空间占用大的问题。

Description

一种基于DSP嵌入式系统的多总线综控装置

技术领域

本发明属于自动控制技术领域，更具体地，涉及一种基于DSP嵌入式系统的多总线综控装置。

背景技术

目前，1553B总线和CAN总线均具有很广泛的应用，可靠性高、抗干扰能力强。相对CAN总线来说，1553B总线成本更高，在航空、飞机等可靠性要求非常高的领域使用1553B总线传输控制指令信息。然而，在相关领域受空间限制，测试信号接口有限，各单机测试较为麻烦，需要额外部署很多辅助测试设备来进行；并且不能自测试；在没有外接的情况下对部分信号无法测试。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种基于DSP嵌入式系统的多总线综控装置，其目的在于解决现有的综控装置不能自测的问题。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种基于DSP嵌入式系统的多总线综控装置，包括供电模块、DSP控制器、CAN总线匹配模块、AD采集模块、1553B驱动电路和继电器控制模块；

其中，DSP控制器的第一端连接供电模块的第一端、第二端连接供电模块的第二端、第三连接供电模块的第三端、第四端连接供电模块的第四端、第五端连接供电模块的第五端、第六端作为数据地址总线接口，与1553B驱动电路的第五端和继电器控制模块的第一端相连、第七端连接AD采集模块的第一端、第八端与CAN总线匹配模块的第一端相连、第九端与CAN总线匹配模块的第二端相连、第十端作为JTAG接口用于DSP控制器的调试、第十一端连接供电模块的第六端；

1553B驱动电路的第一端连接供电模块的第七端、第二端用作1553B总线接口、第三端与继电器控制模块的第二端相连、第四端与继电器控制模块的第三端相连、第六端连接供电模块的第八端；

继电器控制模块的第四端连接AD采集模块的第二端；第五端作为外部单机状态信号接口、第六端作为外部单机时序信号接口、第七端作为外部电池激活控制接口、第八端作为时序控制接口、第九端作为火工品控制接口、第十端作为复位控制接口；AD采集模块的第三端作为外部电压信号接口；CAN总线匹配模块的第三端用作第一CAN总线接口、第四端均用作第二CAN总线接口；

上述基于DSP嵌入式系统的多总线综控装置通过第一CAN总线接口与外部各单机相连，通过第二CAN总线接口与外部测试系统相连，通过1553B总线接口与外部控制系统相连；其中，供电模块用于给该装置的其他各模块提供电源，继电器控制模块用于根据各开出量信号对外部继电器进行控制。

优选地，上述基于DSP嵌入式系统的多总线综控装置，其DSP控制器包括主控模块、中断控制模块、读写模块、AD模块、CAN通讯模块和1553B通讯模块；其中，主控模块与中断控制模块相连；读写模块、AD模块、CAN通讯模块和1553B通讯模块并列地与中断控制模块相连。

优选地，上述基于DSP嵌入式系统的多总线综控装置，其供电模块包括有源晶振、电压基准芯片、复位单元、数字电源以及电压转换模块；

其中，电压转换模块的输入端与数字电源的输出端相连；有源晶振的一端与电压转换模块相连、另一端作为供电模块的第六端；电压转换模块的三个输出端分别作为供电模块的第一端、第二端和第三端；电压基准芯片的输出端作为供电模块的第四端；复位单元的输出作为供电模块的第五端；

其中，有源晶振由电压转换模块供电，用于为DSP控制器提供时钟信号；电压转换模块用于将数字电源提供的电压转换成为DSP控制器供电的电压信号；电压基准芯片用于为DSP控制器的提供AD基准电压；复位单元用于为DSP控制器提供复位信号。

优选地，上述基于DSP嵌入式系统的多总线综控装置，其CAN总线匹配模块包括两个并列的隔离收发模块，用于为DSP控制器的CAN总线接口与外部CAN总线进行信号匹配。

优选地，上述基于DSP嵌入式系统的多总线综控装置，其AD采集模块包括依次相连的运算放大器、隔离放大和模拟开关；其中，运算放大器的输出端作为AD采集模块的第一端、模拟开关的输入端作为AD采集模块的第三端。

优选地，上述基于DSP嵌入式系统的多总线综控装置，其1553B驱动电路包括有源晶振、1553B驱动模块、电平转换模块和变压器；

其中，有源晶振的一端作为1553B驱动电路的第一端，另一端与1553B驱动模块第一端相连；1553B驱动模块的第二端作为1553B驱动电路的第六端、第三端与电平转换模块的第一端相连、第四端与变压器的一端相连；变压器的另一端作为1553B驱动电路的第二端；电平转换模块的第二端作为1553B驱动电路的第三端、电平转换模块的第三端作为1553B驱动电路的第四端、电平转换模块的第四端作为1553B驱动电路的第五端。

优选地，上述基于DSP嵌入式系统的多总线综控装置，其继电器控制模块包括复杂可编程逻辑器件(CPLD)，第一数字隔离器、第二数字隔离器、第三数字隔离器和第四数字隔离器、第一光电耦合器、第二光电耦合器和电平转换模块；

CPLD的第一端作为继电器控制模块的第一端，第二端作为继电器控制模块的第二端、第三端作为继电器控制模块的第三端；第一数字隔离器的一端与CPLD相连，另一端作为继电器控制模块的第四端；第一光电耦合器的一端与CPLD相连，另一端作为继电器控制模块的第五端；第二光电耦合器的一端与CPLD相连，另一端作为继电器控制模块的第六端；第二数字隔离器的一端与CPLD相连，另一端作为继电器控制模块的第七端；第三数字隔离器的一端与CPLD相连，另一端作为继电器控制模块的第八端；第四数字隔离器的一端与CPLD相连，另一端作为继电器控制模块的第九端；电平转换模块一端与CPLD相连，另一端作为继电器控制模块的第十端。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

(1)本发明提供的基于DSP嵌入式系统的多总线综控装置，接收控制系统的1553B总线指令并执行指令动作、接收测试系统CAN2总线指令并根据指令对各单机测试；可实时检测多总线综控装置与单机指令的执行状态，根据指令实时向控制系统或测试系统反馈当前各单机状态信息；

(2本发明提供的基于DSP嵌入式系统的多总线综控装置，采用模块化设计，各模块功能独立，具有集成度高、自动化程度高、体积小、可靠性高、实时性高的特点；

(2本发明提供的基于DSP嵌入式系统的多总线综控装置，通过多总线对外部单机进行控制和测试，尤其是可以对本总线综控装置进行控制和自测；并可以自测指令执行结果，无需其他辅助设备进行测试；解决了现有综控装置控制功能单一、测试设备繁多、不可自测试、空间占用大的问题。

附图说明

图1是实施例提供的基于DSP嵌入式系统的多总线综控装置的功能框图；

图2是实施例提供的基于DSP嵌入式系统的多总线综控装置的DSP控制器的功能框图；

图3是采用实施例提供的基于DSP嵌入式系统的多总线综控装置进行控制的流程示意图；

图4是实施例提供的基于DSP嵌入式系统的多总线综控装置的中断控制的流程示意图。

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。

实施例提供的基于DSP嵌入式系统的多总线综控装置，其功能框图如图1所示，包括供电模块、DSP控制器、CAN总线匹配模块、AD采集模块、1553B驱动电路和继电器控制模块；

实施例提供的该多总线综控装置还包括结构盒体；结构盒体用于对上述各模块所构成的电路装置进行机械保护；通过固定孔将电路装置固定于结构盒体内。

其中，DSP控制器的第一端连接供电模块的第一端、第二端连接供电模块的第二端、第三连接供电模块的第三端、第四端连接供电模块的第四端、第五端连接供电模块的第五端、第六端作为数据地址总线接口，与1553B驱动电路的第五端和继电器控制模块的第一端相连、第七端连接AD采集模块的第一端、第八端与CAN总线匹配模块的第一端相连、第九端与CAN总线匹配模块的第二端相连、第十端作为JTAG接口用于DSP控制器的调试、第十一端连接供电模块的第六端；

1553B驱动电路的第一端连接供电模块的第七端、第二端用作1553B总线接口、第三端与继电器控制模块的第二端相连、第四端与继电器控制模块的第三端相连、第六端连接供电模块的第八端；

继电器控制模块的第四端连接AD采集模块的第二端；第五端作为外部单机状态信号接口、第六端作为外部单机时序信号接口、第七端作为外部电池激活控制接口、第八端作为时序控制接口、第九端作为火工品控制接口、第十端作为复位控制接口；AD采集模块的第三端作为外部电压信号接口；CAN总线匹配模块的第三端用作第一路CAN总线(CAN1)接口、第四端均用作第二路CAN总线(CAN2)接口；

上述基于DSP嵌入式系统的多总线综控装置通过CAN1与外部各单机相连，通过CAN2与外部测试系统相连，通过1553B总线接口与外部控制系统相连；其中，供电模块用于给其他模块提供电源，继电器控制模块用于为控制输出各开出量信号，包括电池激活控制信号、时序控制信号、火工品控制信号以及复位信号。

本实施例提供的这种多总线综控装置，其DSP控制器的功能框图如图2所示，包括主控模块、中断控制模块、I/O模块、AD模块、CAN通讯模块和1553B通讯模块；其中，主控模块根据图3所示的流程、根据控制系统以及测试系统的指令进行测试，具体如下：

(I)解析外部控制系统的控制指令并执行控制动作，将执行结果反馈到外部控制系统；

(II)实时采集外部各单机的状态信息并反馈到控制系统；

(III)根据测试系统发送的测试指令对外部各单机进行功能测试；实时采集各单机的状态信息并反馈给测试系统。

中断控制模块根据图4所示的流程进行中断控制；中断控制模块具有两个计时器：一个是AD采集计时器1，另一个是单机状态数据返回计时器2；在初始化时将两个计时器都置0；主控模块接收到系统控制指令后，将AD采集计时器1的标志置1，计时器1开始计时，并计算得到当前采集到的AD值；计时到10毫秒时将单机状态数据返回计时器2置1，作为主控模块将各单机状态信息反馈到控制系统的标识。

以下结合实施例提供的基于DSP嵌入式系统的多总线综控装置，具体描述其工作过程：通过1553B总线接口接收外部控制系统通过1553B总线发送的控制指令；接收到控制指令后，该多总线综控装置根据指令要求控制开出量输出并执行指令动作，并将各单机执行状态信息反馈到外部控制系统；

通过CAN1总线实时采集各单机状态数据，并通过CAN2总线将单机状态数据反馈给测试系统，通过1553B总线将单机状态数据反馈给控制系统；测试系统通过CAN2总线发送测试指令到该多总线综控装置；接收到测试指令后，根据指令控制开出量执行指令动作，并控制对各单机进行测试，对各单机反馈的测试数据信息进行处理，并将测试结果反馈到测试系统；

同步地，DSP控制器通过CAN1总线、AD采集模块、以及继电器控制模块所接收到的输入量回测信号，实时监测各单机状态数据；在各单机状态数据出现异常是根据协议实时反馈给控制系统和测试系统；具体地，DSP控制器的主控模块通过1553B总线接收控制系统发送的控制指令、解析指令：若指令是发给单机的指令，则将指令通过CAN1总线转发到目标单机；若指令是发给多总线综控装置的指令，则根据该指令进行自检并执行指令动作，根据指令输出相关开出量进行配电控制、电池激活控制、时序控制或单机复位指令。

多总线综控装置将CAN1总线中断接收的各单机执行状态数据通过1553B总线实时反馈到控制系统，通过CAN1总线实时中断接收各单机状态数据信息，通过AD采集各单机供电状态信息，通过输入量检测各单机开出量输出状态信息，将检测到的各单机状态数据通过1553B总线或CAN总线实时反馈给控制系统或测试系统；通过CAN2总线中断接收测试系统指令，由多总线综控装置解析指令，若指令是发给单机的指令，则将指令通过CAN1总线转发给目标单机，进行功能测试；若指令是发给多总线综控装置的，则根据指令输出相关开出量进行多总线综控装置的自测，并将各单机的测试结果与多总线综控装置的测试结果通过CAN2总线反馈到测试系统。

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 (6)

1.一种基于DSP嵌入式系统的多总线综控装置，其特征在于，包括供电模块、DSP控制器、CAN总线匹配模块、AD采集模块、1553B驱动电路和继电器控制模块；

所述DSP控制器的第一端连接供电模块的第一端、第二端连接供电模块的第二端、第三连接供电模块的第三端、第四端连接供电模块的第四端、第五端连接供电模块的第五端、第六端作为数据地址总线接口，与1553B驱动电路的第五端和继电器控制模块的第一端相连、第七端连接AD采集模块的第一端、第八端与CAN总线匹配模块的第一端相连、第九端与CAN总线匹配模块的第二端相连、第十端作为JTAG接口用于DSP控制器的调试、第十一端连接供电模块的第六端；

所述1553B驱动电路的第一端连接供电模块的第七端、第二端用作1553B总线接口、第三端与继电器控制模块的第二端相连、第四端与继电器控制模块的第三端相连、第六端连接供电模块的第八端；

所述继电器控制模块的第四端连接AD采集模块的第二端；第五端作为外部单机状态信号接口、第六端作为外部单机时序信号接口、第七端作为外部电池激活控制接口、第八端作为时序控制接口、第九端作为火工品控制接口、第十端作为复位控制接口；AD采集模块的第三端作为外部电压信号接口；CAN总线匹配模块的第三端用作第一CAN总线接口、第四端用作第二CAN总线接口；

所述DSP控制器包括主控模块、中断控制模块、读写模块、AD模块、CAN通讯模块和1553B通讯模块；所述主控模块与中断控制模块相连；所述读写模块、AD模块、CAN通讯模块和1553B通讯模块并列地与中断控制模块相连；

所述主控模块根据控制系统以及测试系统的指令进行测试，具体如下：

(I)解析外部控制系统的控制指令并执行控制动作，将执行结果反馈到外部控制系统；

(II)实时采集外部各单机的状态信息并反馈到控制系统；

(III)根据测试系统发送的测试指令对外部各单机进行功能测试；实时采集各单机的状态信息并反馈给测试系统；

所述中断控制模块具有两个计时器：一个是AD采集计时器，另一个是单机状态数据返回计时器；在初始化时将两个计时器都置0；主控模块接收到系统控制指令后，将AD采集计时器的标志置1使其开始计时，并计算得到当前采集到的AD值；计时到10毫秒时将单机状态数据返回计时器置1，作为主控模块将各单机状态信息反馈到控制系统的标识；

所述多总线综控装置通过第一CAN总线接口与外部单机相连，通过第二CAN总线接口与外部测试系统相连，通过1553B总线接口与外部控制系统相连；

通过第一CAN总线实时采集各单机状态数据并通过第二CAN总线将单机状态数据反馈给外部测试系统，通过1553B总线将单机状态数据反馈给外部控制系统；通过第二CAN总线接收测试指令；

由多总线综控装置解析指令，若指令是发给单机的指令，则将指令通过第一CAN总线转发给目标单机，进行功能测试并将测试结果反馈到外部测试系统；

若指令是发给多总线综控装置的，则根据指令输出相关开出量进行多总线综控装置的自测，并将各单机的测试结果与多总线综控装置的测试结果通过第二CAN总线反馈到外部测试系统；与所述自测同步地，DSP控制器通过第一CAN总线、AD采集模块、以及继电器控制模块所接收到的输入量回测信号实时监测各目标单机状态数据，在目标单机状态数据出现异常时根据协议实时反馈给外部控制系统和测试系统。

2.如权利要求1所述的多总线综控装置，其特征在于，所述供电模块包括第一有源晶振、电压基准芯片、复位单元、数字电源以及电压转换模块；

所述电压转换模块的输入端与数字电源的输出端相连；第一有源晶振的一端与电压转换模块相连、另一端作为供电模块的第六端；电压转换模块的三个输出端分别作为供电模块的第一端、第二端和第三端；电压基准芯片的输出端作为供电模块的第四端；复位单元的输出作为供电模块的第五端；

所述第一有源晶振由电压转换模块供电，用于为DSP控制器提供时钟信号；电压转换模块用于将数字电源提供的电压转换成为DSP控制器供电的电压信号；电压基准芯片用于为DSP控制器提供AD基准电压；复位单元用于为DSP控制器提供复位信号。

3.如权利要求1或2所述的多总线综控装置，其特征在于，所述CAN总线匹配模块包括两个并列的隔离收发模块，两个所述隔离收发模块分别用于为DSP控制器的CAN总线接口与外部CAN总线进行信号匹配。

4.如权利要求1或2所述的多总线综控装置，其特征在于，所述AD采集模块包括依次相连的运算放大器、隔离放大和模拟开关；所述运算放大器的输出端作为AD采集模块的第一端、模拟开关的输入端作为AD采集模块的第三端。

5.如权利要求1或2所述的多总线综控装置，其特征在于，所述1553B驱动电路包括第二有源晶振、1553B驱动模块、电平转换模块和变压器；

所述第二有源晶振的一端作为1553B驱动电路的第一端，另一端与1553B驱动模块第一端相连；1553B驱动模块的第二端作为1553B驱动电路的第六端、第三端与电平转换模块的第一端相连、第四端与变压器的一端相连；变压器的另一端作为1553B驱动电路的第二端；电平转换模块的第二端作为1553B驱动电路的第三端、电平转换模块的第三端作为1553B驱动电路的第四端、电平转换模块的第四端作为1553B驱动电路的第五端。

6.如权利要求1或2所述的多总线综控装置，其特征在于，所述继电器控制模块包括复杂可编程逻辑器件，第一数字隔离器、第二数字隔离器、第三数字隔离器和第四数字隔离器、第一光电耦合器、第二光电耦合器和电平转换模块；

所述复杂可编程逻辑器件的第一端作为继电器控制模块的第一端，第二端作为继电器控制模块的第二端、第三端作为继电器控制模块的第三端；第一数字隔离器的一端与复杂可编程逻辑器件相连，另一端作为继电器控制模块的第四端；第一光电耦合器的一端与复杂可编程逻辑器件相连，另一端作为继电器控制模块的第五端；第二光电耦合器的一端与复杂可编程逻辑器件相连，另一端作为继电器控制模块的第六端；第二数字隔离器的一端与复杂可编程逻辑器件相连，另一端作为继电器控制模块的第七端；第三数字隔离器的一端与复杂可编程逻辑器件相连，另一端作为继电器控制模块的第八端；第四数字隔离器的一端与复杂可编程逻辑器件相连，另一端作为继电器控制模块的第九端；电平转换模块一端与复杂可编程逻辑器件相连，另一端作为继电器控制模块的第十端。