USB的便携式ARINC429总线通信设备设计

2 硬件设计
2．1 C8051F340接口设计
C8051F340作为设备的中央控制单元，其外围接口主要分为两部分：与PC机的USB通信接口和与ProASIC3的自定义总线接口。C8051F340的外围接口电路如图2所示。

由于C8051F340片内集成了一个USB总线控制器，因此它与上位机的USB通信直接通过D+和D-两个差分信号引脚完成的，接口非常简单。C-8051F340与Pr0ASIC3之间的通信通过C8051F340的8位数据线、16位地址线，以及读()、写()、复位(RESET)3个控制信号来完成。
C8051F340与ProASIC3均采用USB总线供电，C8051F340采用3．3 V供电，而ProASIC3采用3．3 V和1．5 V供电。由于USB总线提供的是5 V电源，因此在本设计中采用了美国NS公司的电源稳压芯片LMlll7。该芯片根据电压输出的不同分为不同的型号，这里选用了1．5 V和3．3 V两种型号。
2．2 429电平转换电路设计
2．2．1 429发送通道电平转换电路
429发送通道电平转换电路的功能是将ProASIC3产生的CMOS电平信号转换为429电平信号。目前有几家公司专门从事429通信芯片的生产，其中也包括429发送通道电平转换芯片。采用这种专用芯片的优点是接口电路设计简单，缺点是芯片价格昂贵。本设计的需求为8路发送通道，从成本上考虑，不易采用专用芯片，而是利用集成运放设计发送通道的电平转换电路。图3为429发送通道电平转换电路。图中的A和B是由ProASIC3产生的信号，TXA和TXB是经电平转换电路调理后形成的ARINC429信号。表1为429发送通道电平转换电路的功能表。

该电路设计采用了Linear公司的双运放集成芯片LTl497。该芯片的最大特点为输出功率大，最大输出电流为±125 mA，完全满足ARIN-C429通信标准的功率要求。采用NI公司的MultisimlO进行电路仿真，并实际运行测试。测试表明，仿真结果与实际运行结果一致，完全符合ARINC429通信标准要求。
2．2．2 429接收通道电平转换电路
429接收通道电平转换电路的功能与429发送通道电平转换电路的功能完全相反，它是将429电平信号转换为CMOS电平信号，以便让ProA-SIC3对其进行处理。接收通道的电平转换采用HOLT公司的HI-8448实现。HI-8448为8路429接收芯片，可负责8路429接收通道的电平转换。

3 软件设计
系统软件程序主要由ProASIC3内核、C8051F340固件程序和上位机控制界面程序3部分组成。