基于LT3182和LC3282的429總線收發裝置

馬 哲

（中國電子科技集團公司第四十七研究所，沈陽110032）

基于LT3182和LC3282的429總線收發裝置

馬 哲

（中國電子科技集團公司第四十七研究所，沈陽110032）

為了實現對用戶需求的快速響應，設計了以L89C51RD2為核的系統板。對于LT3182和LC3282的功能進行演示和測量，并能夠檢測產品參數指標。實踐證明，該板能夠演示LT3182和LC3282的各項功能，并能夠滿足現場分析需求。

LT3182；LC3282；429總線

1 引 言

ARINC429總線在航空系統中被大量采用。LT3182是ARINC429總線接口驅動電路，LC3282是ARINC429總線接口電路，兩款電路可配套使用。現場技術支持要求能夠對兩款電路產品的總線收發功能進行充分演示，并且在遇到故障時，能夠進行有效的現場故障分析和定位。

2 總體方案

基于LT3182和LC3282的429總線收發裝置有如下功能：第一是ARINC429的發送功能，可以發送符合ARINC429協議的數據字符；第二是接收功能，能夠接收ARINC429協議的內容；第三是演示功能，就是能夠實現發送和接收對接，并演示給用戶；第四是參數測試功能，能夠通過一些輔助設備，完成對LT3182和LC3282的參數測試。

基于上述考慮，設計了硬件部分和軟件部分共同實現總體方案。

3 硬件設計

硬件部分的設計如圖1所示。L89C51RD2單片機做為整個硬件的控制端，同時具有在系統可編程能力，可以方便實現硬件程序的在系統更新下載。在系統可編程的程序內置于芯片內部，使用時直接通過端口配置控制微處理器，調用ISP程序即可實現，并且可以設置任意波特率。ISP硬件設置完成后可直接應用FlashMagic軟件下載單片機程序；CH341一端連接至單片機的TXD和RXD端口，另一端連接至USB接口，能夠把單片機的串口信息轉換成USB協議發送至上位機；LCD顯示部分，顯示出發送和接收的各種狀態，用于系統演示和自測試功能的顯示。L89C51RD2、CH341和LCD顯示部分共同組成了硬件系統的控制和顯示部分。

圖1 硬件結構圖

LT3182和LC3282是硬件電路的功能部分和被測試部分。單片機可以直接對LC3282進行讀寫控制，并通過LC3282進行發送和接收操作；LT3182連接至LC3282的輸出端，用于將LC3282輸出的429數據，轉換成ARINC429要求的電平格式。429總線的輸出端，直接連接至LC3282的輸入端，一旦有符合要求的429信號輸入，LC3282就能夠自動接收，并向單片機發送中斷信號，單片機進入中斷，響應LC3282中斷，讀入接收數據。

L89C51RD2是八位單片機，數據端口8位。LC3282是16位并行數據端口，為了實現端口的連接關系，采用模擬時序方法，由L89C51RD2的P0口和P2口，作為16位數據線，由P1口連接LC3282的控制信號線，通過軟件實現讀寫線和選擇線的功能。

4 軟件設計

軟件部分是編寫單片機程序，實現429總線的發送和接收操作。軟件部分的主程序如圖2所示。

圖2 軟件主程序流程圖

首先是初始化子程序，實現上電之后的初始化設置工作。對單片機內部的程序區、LCD顯示寄存器和LC3282控制寄存器進行初始化設置工作。初始化完成后，程序進入串口掃描工作區，串口掃描工作區接收上位機通過USB端口傳來的命令字符串和數據字符串，開始進行各種對應程序的操作。如果接收到了發送命令，L89C51RD2會按照發送字符串的要求設置LC3282的發送設置，并等待串口發送數據。一旦接收到發送字符串，單片機就會把數據先后送至LC3282，并通過LT3182進行數據發送。如果單片機收到的是接收命令，則會初始化設置LC3282的接收狀態，并從兩個429通道進行數據接收。數據接收完成后，會直接傳送給上位機，并同時在LCD上顯示。如果接收到的是演示命令，系統將按照演示命令的要求，設置發送和接收通道，并持續不斷的進行不同數據的收發。一旦發現接收錯誤，系統將通過LCD和串口進行信息反饋。

5 實踐

該收發裝置既能夠作為演示板，為用戶演示LT3182和LC3282的用法，又能夠在實踐中幫助用戶快速定位應用故障，完成技術支持任務。

在某次LT3182產品發生傳輸故障后，利用該收發裝置進行了現場測試和分析。故障現象是LT3182未能輸出符合429總線協議的-5V低壓。這個現象的出現，不是一裝機就發生，而是在裝機調試過程中發生的。

在故障現場應用了該技術支持開發板。首先使用本收發裝置同故障整機板進行連接，連接發現確實接收不到整機板發出的429總線協議數據。接下來，用該技術支持開發板對整機拆機的產品進行了測試檢驗分析，發現LT3182的發送端口，Aout端口只能輸出-2V的電平信號，達不到-5V電壓。而這個電壓水平正是影響傳輸的主要問題。進一步研究發現，只有Aout端口出現此問題，而且這個問題的出現，是不固定的。有的裝機當天就出現問題，有的是在考核期出現問題。

結合圖3所示的LT3182原理圖，做了如下推測。假設LT3182的Aout端口，和-V端相連，那么根據手冊里提到的端口保護理論，兩個靠背二極管的反向擊穿電壓應該是±6.5V，一旦端口電壓超出此范圍，兩個靠背二極管就有一個要用反向導通來泄放電流，從而實現對端口的保護。在LT3182的管腳排列中，Aout和-V端口是相鄰的，假設兩個端口在調試中發生短路，下面的二極管會承受很大的反向導通電流，此電流若足夠大，就可能使得此二極管發生損壞，從而造成永久擊穿，擊穿后就會出現單二極管的特性。一旦出現單二極管，我們就會從Aout端口的工作中，看到低電壓似乎總是達不到要求。

根據上述假設，利用429總線收發裝置做了如下實驗。

用LT3182的Bout端口對-V做了瞬間短路，限制0.1A電流，此時未發生損壞現象。

用LT3182的Bout端口對-V做瞬間短路，限制1A電流時，發生了損壞，Bout的輸出負壓由-5V升至-1.8V。

用LT3182的Aout端輸出，對＋V（15V）短路，發現Aout對地發生短路，Aout的輸出電壓由5V降至2.0V。至此，分析基本結束。假設得到了試驗證明。

圖3 LT3182的原理圖

6 結束語

基于LT3182和LC3282的429總線收發裝置的應用大大加快了現場技術支持的速度，能夠節約大量的調試分析時間，并實現準確的故障定位。目前該開發板的功能只集中在針對硬件故障的分析判斷。未來可以基于此開發板研制具有更高軟件功能的開發板，以輔助整機用戶進行硬件和軟件的調試分析。

［1］Condor Engineering.ARINC Protocol Tutorial（1600100-0027）［Z］.Condor Engineering.07 June，2000.

［2］李榕，劉衛國，劉曉劍.航空用ARINC429總線收發系統設計與實現［J］.計算機測量與控制，2005（9）：970-973.

［3］姜運生，喬衛華，范秀峰，周宇辰.基于HS3282的ARINC429航空通訊總線設計［J］.世界電子元器件，2003（5）：60-64.

429 Bus Sending-and-Receiving Device Based on LT3182 and LC3282

MA Zhe
（The 47th Research Institute of China Electronics Technology Group Corporation，Shenyang 110032，China）

A system board with L89C51RD2 is designed for quick response.The board can be used to demonstrate the function of LT3182 and LC3282 and test DC parameter of the device.The test result shows that the board meets the requirements of LT3182 and LC3282.

LT3182；LC3282；429 Bus

10.3969／j.issn.1002-2279.2014.04.029

TN4

：B

：1002-2279（2014）04-0094-03

馬哲（1981-），男，遼寧沈陽人，工程師，主研方向：微電子。

2014-03-11