基于CAN總線的航空電纜測試系統分布機研究

它由ARM微控制器模塊、CPLD模塊、繼電器矩陣開關模塊和測試模塊構成。每個分布機的測試點容量為3 000點，測試點選擇電路由復雜可編程器件(CPLD)控制的大規模繼電器矩陣開關組成，可以在同一時間實現多路通道之間的電纜檢測。
2．1 ARM微控制器
分布機選用LPC2290ARM芯片作為主控制器，LPC2290片上資源豐富，可以滿足該系統對于測試電路的控制需求，并且可以減少系統硬件設計的復雜度，支持JTAG實時仿真，開發調試方便。同時LPC2290內部集成2路CAN控制器又可使其作為CAN總線的節點，省去了CAN控制器外圍電路的設計，減少干擾。其內置的CAN控制器符合CAN 2．0B，ISO11898—1總線規范，總線的數據波特率可達1 Mb／s，可訪問32位的寄存器和RAM，全局驗收過濾器可識別幾乎所有總線的11和29位R標識符，驗收過濾器為可選擇的標準標識符提供了FullCAN—style自動接收。CAN控制器的驅動電路依然選擇收發器TJA1050，并在ARM和收發器之間加入DC-DC電源隔離模塊和2路高速光耦器6N137組成的隔離電路，確保在CAN總線遭受嚴重干擾時控制器能夠正常工作。
2．2 測試電路模塊
測試電路模塊由高精度萬用表板卡完成通斷測試、絕緣測試、電容測試和故障定位等相關電纜測試的功能，分布機的主控制器LPC2290根據測試命令通過控制開關切換系統將測試電路加載到所需激勵電纜測試端口，并采集響應端口的信息。
2．3 地址選通控制CPLD模塊設計
可編程邏輯器件已得到廣泛的應用，為數字系統的設計帶來極大的靈活性，可以通過軟件編程對其硬件結構和工作方式進行重構，從而使硬件設計如同軟件設計那樣方便快捷。CPLD內部有大量的門電路，適于實現復雜的組合邏輯。
2．3．1 CPLD功能實現
分布機利用CPLD實現主控制器LPC2290 I／O口擴展，主控制器只需把待測電纜地址通過串行接口SPI發送給CPID，由CPLD控制繼電器矩陣開關進行選通。CPLD采甩Altera公司的MAXⅡ系列的EPM570ZM256C6，具有160個通用I／O口。開發工具采用Altera公司推出的綜合性PLD開發軟件QuartusⅡ。根據分布機測點容量需求，CPLD設計成一個150位串入并出的移位寄存器和一個150位的輸出鎖存器，寄存器與輸出鎖存器的控制相互獨立，綜合后的功能模塊如圖4所示。其中，CLK為移位寄存器的時鐘輸入，數據在上升沿時讀入；SI是串行輸入口；SO為串行輸出，用于進行級聯；LAT是輸出鎖存器控制信號，數據在其上升沿時輸出；EN為使能端，高電平使能輸出，低電平則使輸出為高阻態。20片CPLD級聯可以使分布機實現3 000點的測試容量。