基于CAN總線(xiàn)的航空電纜測(cè)試系統(tǒng)分布機(jī)研究

它由ARM微控制器模塊、CPLD模塊、繼電器矩陣開(kāi)關(guān)模塊和測(cè)試模塊構(gòu)成。每個(gè)分布機(jī)的測(cè)試點(diǎn)容量為3 000點(diǎn)，測(cè)試點(diǎn)選擇電路由復(fù)雜可編程器件(CPLD)控制的大規(guī)模繼電器矩陣開(kāi)關(guān)組成，可以在同一時(shí)間實(shí)現(xiàn)多路通道之間的電纜檢測(cè)。
2．1 ARM微控制器
分布機(jī)選用LPC2290ARM芯片作為主控制器，LPC2290片上資源豐富，可以滿(mǎn)足該系統(tǒng)對(duì)于測(cè)試電路的控制需求，并且可以減少系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)的復(fù)雜度，支持JTAG實(shí)時(shí)仿真，開(kāi)發(fā)調(diào)試方便。同時(shí)LPC2290內(nèi)部集成2路CAN控制器又可使其作為CAN總線(xiàn)的節(jié)點(diǎn)，省去了CAN控制器外圍電路的設(shè)計(jì)，減少干擾。其內(nèi)置的CAN控制器符合CAN 2．0B，ISO11898—1總線(xiàn)規(guī)范，總線(xiàn)的數(shù)據(jù)波特率可達(dá)1 Mb／s，可訪(fǎng)問(wèn)32位的寄存器和RAM，全局驗(yàn)收過(guò)濾器可識(shí)別幾乎所有總線(xiàn)的11和29位R標(biāo)識(shí)符，驗(yàn)收過(guò)濾器為可選擇的標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)識(shí)符提供了FullCAN—style自動(dòng)接收。CAN控制器的驅(qū)動(dòng)電路依然選擇收發(fā)器TJA1050，并在ARM和收發(fā)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(xiàn)遭受?chē)?yán)重干擾時(shí)控制器能夠正常工作。
2．2 測(cè)試電路模塊
測(cè)試電路模塊由高精度萬(wàn)用表板卡完成通斷測(cè)試、絕緣測(cè)試、電容測(cè)試和故障定位等相關(guān)電纜測(cè)試的功能，分布機(jī)的主控制器LPC2290根據(jù)測(cè)試命令通過(guò)控制開(kāi)關(guān)切換系統(tǒng)將測(cè)試電路加載到所需激勵(lì)電纜測(cè)試端口，并采集響應(yīng)端口的信息。
2．3 地址選通控制CPLD模塊設(shè)計(jì)
可編程邏輯器件已得到廣泛的應(yīng)用，為數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計(jì)帶來(lái)極大的靈活性，可以通過(guò)軟件編程對(duì)其硬件結(jié)構(gòu)和工作方式進(jìn)行重構(gòu)，從而使硬件設(shè)計(jì)如同軟件設(shè)計(jì)那樣方便快捷。CPLD內(nèi)部有大量的門(mén)電路，適于實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的組合邏輯。
2．3．1 CPLD功能實(shí)現(xiàn)
分布機(jī)利用CPLD實(shí)現(xiàn)主控制器LPC2290 I／O口擴(kuò)展，主控制器只需把待測(cè)電纜地址通過(guò)串行接口SPI發(fā)送給CPID，由CPLD控制繼電器矩陣開(kāi)關(guān)進(jìn)行選通。CPLD采甩Altera公司的MAXⅡ系列的EPM570ZM256C6，具有160個(gè)通用I／O口。開(kāi)發(fā)工具采用Altera公司推出的綜合性PLD開(kāi)發(fā)軟件QuartusⅡ。根據(jù)分布機(jī)測(cè)點(diǎn)容量需求，CPLD設(shè)計(jì)成一個(gè)150位串入并出的移位寄存器和一個(gè)150位的輸出鎖存器，寄存器與輸出鎖存器的控制相互獨(dú)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(shí)鐘輸入，數(shù)據(jù)在上升沿時(shí)讀入；SI是串行輸入口；SO為串行輸出，用于進(jìn)行級(jí)聯(lián)；LAT是輸出鎖存器控制信號(hào)，數(shù)據(jù)在其上升沿時(shí)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(tài)。20片CPLD級(jí)聯(lián)可以使分布機(jī)實(shí)現(xiàn)3 000點(diǎn)的測(cè)試容量。