基于80C196KC的ARINC429總線接口板設計

1 引言

ARINC429總線是美國航空無線電公司（ARINC）制定的民用航空數字總線傳輸標準，又稱為Mark33數字信息傳輸系統，目前廣泛應用于商用及運輸飛機上，我國信息產業部也于1986年參考ARINC429標準頒布實施了我國自己的航空通信標準HB-6096-86，其標準和ARINC429基本一致。

傳統的ARINC429總線收發板多是直接插到計算機的主板接口上，實現起來過于麻煩，并且要編寫相應得驅動程序來實現數據的實時顯示和存儲。本文介紹了一種基于Intel的16位單片機80C196KC的ARINC429總線收發板，它既可以通過串口連接到計算機上，同時又可以實現數據在收發板的存儲和顯示，設計簡單，便于攜帶，給ARINC429總線的檢測帶來了很大的方便。

2 ARINC429總線的傳輸標準及系統整體設計

ARINC429協議規定以串行方式實現數字數據信息的傳輸，并且只能是單向傳輸，所以在總線上只允許有一個發送設備，可以同時有多（不超過20個）個接收設備，信息編碼的基本格式有兩種，32位或25位數字組成的基本數據單元，無論那種格式都包括8位標志位、1位奇偶校驗位和兩位狀態位，兩種傳輸格式的不同只是攜帶數據的長度不同，數據的傳輸速率有100Kbps和12.5Kbps兩種，既可以實現高速傳輸又可以低速傳輸[1]。

接口板設計的目的是能夠實現對ARINC429總線進行數據的接收和發送，,它既能接收雙極歸零制的429信號并將其轉換為數字信號送入計算機或其它設備,又可將計算機或其它設備發出的數字信號轉換為429信號輸出。本文介紹的總線接口板以Intel的十六位單片機MCS-80C196KC為核心，實現數據的接收和發送、外圍芯片的邏輯控制、數據的存儲和顯示以及和計算機的接口[3][4]。ARINC429總線協議芯片HS-3282完成發送時數據的緩存和并行、串行的相互轉換，HS-3182為ARINC429總線的驅動芯片，可以實現系統內部邏輯信號與ARINC429所要求的差分信號的轉換，同時可以作為發送數據的緩存和調節發送速率，系統的整體框圖如圖1所示：

圖1 系統的整體框圖

3 接口板的硬件設計

ARINC429總線協議芯片和驅動芯片

ARINC429的接收電路已經有了工業標準的芯片組，其中以Harris公司生產的HS-3282和HS-3182最為流行，HS-3282是總線協議芯片，HS-3182是總線驅動芯片，都滿足ARINC429的通信標準。

HS-3282是十六位寬的計算機數據總線和ARINC429總線的接口，它有2接收通道和一個發送通道，HS-3182是實現電平的轉換，有關于這兩個芯片的介紹很多，這里就不再說明。由于ARINC429總線的數據寬度為32位，而HS-3282的數據位寬為16位，因此用了兩個字WORD1、WORD2與計算機交換收發的32位ARINC429總線上的數據，其數據的對應關系如表1和表2所示[2]：

表1. WORD1與ARINC429總線數據位的關系

表2. WORD2與ARINC429總線數據位的關系

從表1和表2可以看出，ARINC429的數據位和計算機的數據位并不是一一對應的，在WORD1中有標志位、奇偶校驗位P、狀態位SSM、源目標標志S/D以及數據低位，WORD2是十六位數據，并且8位標志位是反序的，有時會帶來不便，但計算機采集來的數據可以直接應用到WORD2上，在發送數據時會非常方便。