基于LabVIEW的CSDB总线数据测试

2011-07-04 09:54:11来源: 互联网 关键字:LabVIEW  CSDB总线  数据测试

本文分析和研究了CSDB总线的协议,并介绍了通过计算机的RS-232串口及相应电平转换电路,基于LabVIEW7.1软件开发平台实现的计算机与UUT的双向通信。其中,支持通信的软件实现是关键。

  


 

  图1 CSDB总线结构

  CSDB总线协议简介

  CSDB总线体系结构的物理层规定了总线的机械特性和电气特性;数据链路层给出了数据帧的定义以及数据帧之间的定时要求,并对总线连接的各种航空设备的参数做出了详细的规定。

  物理层

  CSDB是单向广播式异步串行总线标准,它可以构成单信源、多接收器传输系统。总线数据采用NRZ编码,全双工差分方式传输。CSDB信号的数据格式与RS-232-C标准完全相同,都为异步串行通信格式,即:一个起始位、八个数据位、一个奇偶校验位、一个停止位,其电气标准为RS-422-A。

  数据链路层

  CSDB总线是面向字节的传输协议,固定长度的字节组成消息块,再由一定长度的消息块组合成帧,封装在数据帧中的不同数据通过各自的地址字节加以区别,不同的数据帧之间通过同步消息块分割。CSDB总线数据结构如图1所示。

  在图1中,消息块(Message Block)的第一个字节Byte 0称为标识 (或地址),消息块都是通过标识来区分的。消息块的长度是固定不变的,为6字节。CSDB采用的是异步串行传输方式,通过起始位和停止位完成字节的位同步,因此,在编码中不必带有时钟信息。帧同步通过识别同步消息块6个字节的十六进制“A5”来实现,同步消息块标识了每个数据帧的开始位置。

  其中:t1=帧时间长=1/最大更新率

  t2=消息块间隙时间长(无限制)

  t3=总线空闲时间(最小11bit的时间)

  t4=字节间隙时长(无限制)

  CSDB总线信号测试

  测试原理

  对CSDB总线信号进行测试,是先将CSDB信号电平转换为和计算机适应的RS-232电平,再根据CSDB总线的规则,实现对控制信息的正确发送和实时反馈信息的正确接收,并根据需要,将有用信息提出送测试系统处理,完成对航空机载设备的自动化测试。具体步骤分为信号电气转换、通信同步、LabVIEW实现。

  

 

  图2 CSDB总线信号通信原理框图

  通信配置

  (1)电气转换

  CSDB总线信号经过电气转换芯片后直接与计算机进行串口通信。在进行RS-422-A到RS-232的电气标准转换时,使用MAX488全双工电平转换芯片。

  (2)通信同步

  CSDB总线为异步串行通信,按照串行数据传输的基本原理,实现正确通信的基本条件是保持接收和发送双方时钟一致,以避免发送与接收双方的数据位宽产生累积误差,造成不能正确检测到总线数据。在串行通信中,信息是按位传送的,传送速率用波特率表示,数据的发送和接收受各自的时钟控制,因此,发送方和接收方的波特率应保持一致。经对具体部品测试,CSDB数据总线数据波特率为12.5Kbit/s,为与此同步,要求计算机产生的波特率也应为12.5Kbit/s。

  如图2所示,在计算机中负责串行通信的器件为8250异步通信适配器(UART),或其兼容元器件,程序通过对8250内部的寄存器读写来控制通信模式,8250使用频率为1.8432MHz的基准时钟输入信号作为主数据时钟,通过对8250内部寄存器置位来获得需要的波特率。在异步串行通信中,为防止由于信号畸形、不同步等原因造成对数据的误读,通信适配器规定每读取或发送1bit数据至少要用16个时钟脉冲来控制其波特率,实际应用中波特率时钟是主时钟的1/16或1/(16×N),对于要求的波特率,在写寄存器时用如下公式计算除数因子:

  除数因子=(主数据时钟频率/16)/波特率=115200/波特率

  在算出除数因子后,将相应数据写入8250内部的波特率设置寄存器,即可在串口得到相应波特率的数据。经计算,115200除以12500后不为整数,所以,受到计算机异步通信适配器8250的限制,在波特率设置上不能完全和12.5Kbit/s相同,经计算,当除数因子取9时对应的波特率为12.8Kbit/s,与CSDB总线要求的波特率最为接近,其每bit占据78?S,相对80?S/bit(12.5Kbit/s)误差为0.25%,小于串行通信波特率最大容许误差5%,理论上可实现通信同步,因此在程序上将通信的波特率设置为12.8Kbit/s。

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关键字:LabVIEW  CSDB总线  数据测试

编辑:什么鱼 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/2011/0704/article_2882.html
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