AT89C52單片機與ARINC429航空總線接口設(shè)計

摘要：DEI1016是一種可支持ARINC429航空總線協(xié)議的串行接收、發(fā)送器件。文中介紹了DEI1016的主要功能和工作原理，給出了DEI1016的數(shù)據(jù)收發(fā)過程，同時重點介紹了DEI1016與AT89C52單片機接口電路的設(shè)計方法。 關(guān)鍵詞：DEI1016;接收;發(fā)送;接口設(shè)計;AT89C52 1 DEI1016的主要功能 DEI1016是Device Engineering Incorporated 生產(chǎn)的一種可支持ARINC429航空總線協(xié)議的串行接收、發(fā)送器件。該器件的主要功能如下： ●串行數(shù)據(jù)字長為32或25位; ●串行數(shù)據(jù)速率為100kbps或12.5kbps; ●具有獨立的收、發(fā)電路; ●兩個獨立的接收器可直接與ARINC429總線接口; ●具有串/并接收數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，和并/串發(fā)送數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換功能; ●對接收的數(shù)據(jù)可進行奇偶狀態(tài)校驗;并可對發(fā)送數(shù)據(jù)奇偶狀態(tài)進行設(shè)置; ●可自動產(chǎn)生字與字之間的間隔; ●采用單一+5V供電。

2 DEI1016的工作原理 DEI1016的引腳功能及特點以前已有介紹，現(xiàn)僅對該器件的工作原理作以描述。 2.1 DEI1016的復(fù)位及初始化 電路上電后，首先在MR引腳施加200μs的低電平脈沖以使DEI1016復(fù)位，然后把控制字寫到16位數(shù)據(jù)總線上，這樣，在LDCW引腳施加低電平便可把控制字寫入到控制字寄存器，爾后便可接收和發(fā)送數(shù)據(jù)。 2.2 DEI1016的數(shù)據(jù)發(fā)送過程 DEI1016的數(shù)據(jù)發(fā)送時序如圖1所示。發(fā)送數(shù)據(jù)時，首先應(yīng)查詢TXR引腳是否為高電平，若是高電平，表明發(fā)送存儲器已空;此時置ENTX引腳為低電平可停止發(fā)送數(shù)據(jù)，并把要發(fā)送的數(shù)據(jù)寫到16位數(shù)據(jù)總線上。之后，若要發(fā)送數(shù)據(jù)字1，則置LD1為低，LD2為高;若發(fā)送數(shù)據(jù)字2，則置LD1為高，LD2為低此時再查詢TXR引腳是否為低電平，若為低電平，表明發(fā)送數(shù)據(jù)已裝載到存儲器中，此時再置ENTX引腳為高電平即可發(fā)送數(shù)據(jù)。DEI1016的發(fā)送存儲器最多可裝載8個32位字長的數(shù)據(jù)，DEI1016采用的是先進先出的發(fā)送順序。 2.3 DEI1016的數(shù)據(jù)接收過程 DEI1016的數(shù)據(jù)接收時序如圖2所示。當(dāng)接收器1接收到數(shù)據(jù)后，系統(tǒng)會置DR1為低電平;而當(dāng)接收器2接收到數(shù)據(jù)后，系統(tǒng)將置DR2為低電平。欲使接收器1將接收數(shù)據(jù)的字1送至16位數(shù)據(jù)總線上，應(yīng)先置SEL為低電平，再置OE1為低電平且置OE2為高。而后再置SEL為高電平，便可將字2送至16位數(shù)據(jù)總線。要使接收器2的數(shù)據(jù)送至16位數(shù)據(jù)總線上，則置OE2為低電平，OE1為高電平即可。 表1 74LS373功能表 輸出控制OE 使能G 輸入D 輸出Q L H H H L H L L L L X Qo H X X Z 3　AT89C52與DEI1016的接口設(shè)計 AT89C52(U1)8位微控器與DEI1016的16位數(shù)據(jù)總線進行數(shù)據(jù)交換時，必須先利用鎖存器來鎖存數(shù)據(jù)。其接口電路框圖見圖3。發(fā)送數(shù)據(jù)時，U1先把要發(fā)送的數(shù)據(jù)分成低8位和高8位送出，并進入U3、U4鎖存，爾后再把16位數(shù)據(jù)一同送至DEI1016U2的數(shù)據(jù)總線上。U3、U4、U5、U6均選用74LS373芯片，它們的內(nèi)部均由D鎖存器和三態(tài)輸出門組成，其功能表如表1所列。當(dāng)OE為低電平，且G為高電平時，輸出Q與輸入D之間為直通方式。而當(dāng)OE為高電平，且G由高電平跳變?yōu)榈碗娖胶?，D端輸入數(shù)據(jù)被D鎖存器鎖存，之后即使D端(P0口)輸入數(shù)據(jù)再發(fā)生變化，也不會影響已鎖存的數(shù)據(jù)。如果OE為低電平，系統(tǒng)將輸出原先鎖存的數(shù)據(jù)。為了鎖存低8位數(shù)據(jù)，需要由U1的WR和地址選通信號Y7(由譯碼器U7譯出)經(jīng)或非門U8去控制U3的G端。實際上，只有U1在執(zhí)行寫操作時， WR和Y7才同時為低電平，而此時低8位數(shù)據(jù)才能被U3暫時鎖存。高8位數(shù)據(jù)的鎖存與此類似M，U1的P3.4由高變低可打開U3、U4的輸出門，從而使U3、U4把數(shù)據(jù)送至U2的數(shù)據(jù)總線，當(dāng)U1的P1.3或P1.4由高變低以把16位數(shù)據(jù)裝入發(fā)送存儲器后，P3.4會由低變高，此時U3、U4輸出為高阻抗?fàn)顟B(tài)，但不會影響U2的數(shù)據(jù)輸出狀態(tài)。其發(fā)送程序如下： mov　dptr，#e000h mov a，#d1l ;取字1的低8位 movx @dptr，a ;把字1的低8位鎖入U3 mov　dptr，#c000h mov a，#d1h ;取字1的高8位 movx @dptr，a ;把字1的高8位鎖入U4 clr p3.4 ;打開U3、U4的輸出 nop clr p1.3 ;字1數(shù)據(jù)裝入DEI1016 nop setb p3.4 ;關(guān)閉U3、U4的輸出 setb p1.3 mov　dptr，#e000h mov a，#d2l ;取字2的低8位 movx @dptr，a ;把字2的低8位鎖入U3 mov　dptr，#c000h mov a，#d2h ;取字2的高8位 movx @dptr，a ;把字2的高8位鎖入U3 clr p3.4 ;打開U3、U4的輸出 nop clr p1.4 ;字2數(shù)據(jù)裝入DEI1016 nop setb p3.4 setb p1.4

用U1接收數(shù)據(jù)，應(yīng)將DR1、DR2及TXR經(jīng)與門U13接至U1的INT0，在INT0口產(chǎn)生中斷后，U1便執(zhí)行讀操作，并通過RD和Y5控制U14、U15以讀入DR1、DR2及TXR的狀態(tài)。U2接收到數(shù)據(jù)或發(fā)送數(shù)據(jù)完畢后，即向U1的INT0口申請中斷，并在中斷程序中判斷DR1、DR2及TXR的狀態(tài)。TXR為低表明發(fā)送完畢，而DR1或DR2為低則表明已收到數(shù)據(jù)。此時可置P1.2(SEL)為低電平，同時也置P1.0(接DEI1016的OE1)或P1.1 接DEI1016的OE2為低電平，以使字1的數(shù)據(jù)出現(xiàn)在數(shù)據(jù)總線上，而使P1.0、P1.1經(jīng)U11異或后輸出以使U5、U6的G端為高電平，從而把數(shù)據(jù)鎖入U5、U6。由于RD分別與Y7、Y6相或后的輸出是與U5、U6的OE門相連接的，因此，U1 執(zhí)行讀操作時，應(yīng)先后打開U5、U6的OE門來把數(shù)據(jù)讀入。其接收程序如下：(以接收器1為例)。 clr p1.2 ;置DEI1016的SEL=0，讀字1 clr p1.0 ;置DEI1016的/OE1=0 setb p1.1 ;置DEI1016的/OE2=1 nop mov dptr，#e000h movx a，@dptr ;把字1的低8位讀入 mov 10h，a mov dptr，#c000h movx a，@dptr ;把字1的高8位讀入 mov 11h，a setb p1.2 ;置DEI1016的SEL=1，讀字2 nop mov dptr，#e000h movx a，@dptr ;把字2的低8位讀入 mov 12h，a mov dptr，#c000h movx a，@dptr ;把字2的高8位讀入 mov 13h，a setb p1.0 ;置DEI1016的/OE1=1 setb p1.1 ;置DEI1016的/OE2=1 setb p1.2 ;置DEI1016的SEL=1 圖3 DEI1016的兩路接收可能產(chǎn)生同時接收的現(xiàn)象。即在上述兩路共用一個中斷源時，如果某一路申請中斷已進入接收程序，那么另一路同時接收的數(shù)據(jù)就可能被屏蔽。解決方法是：進入中斷程序后，在接收數(shù)據(jù)過程中再查詢另一路DR的狀態(tài)。當(dāng)然，如果每路單獨使用一個中斷源，效果將會更好。 4　結(jié)束語 實際上，上述AT89C52與DEI1016的接口電路經(jīng)改進也可以應(yīng)用到其它16位數(shù)據(jù)總線接口的電路中，而如果用ISP器件替代鎖存器及其門電路，還可大大減小電路板的面積。