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基于CAN总线的航空电缆测试系统分布机研究

作者:时间:2011-04-21来源:网络收藏


2 分布机的硬件结构
该系统以模块化设计为基础,每个分布机都具有相同的转接接插件和测试功能,由于系统设计了电缆特征自动识别电路,并建立了相应的数据信息,可以实现转接电缆盲插功能,所以可满足大距离分布测点的分布机互换性。分布机的硬件结构如图3所示。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/194985.htm

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它由ARM微控制器模块、CPLD模块、继电器矩阵开关模块和测试模块构成。每个分布机的测试点容量为3 000点,测试点选择电路由复杂可编程器件(CPLD)控制的大规模继电器矩阵开关组成,可以在同一时间实现多路通道之间的电缆检测。
2.1 ARM微控制器
分布机选用LPC2290ARM芯片作为主控制器,LPC2290片上资源丰富,可以满足该系统对于测试电路的控制需求,并且可以减少系统硬件设计的复杂度,支持JTAG实时仿真,开发调试方便。同时LPC2290内部集成2路控制器又可使其作为的节点,省去了控制器外围电路的设计,减少干扰。其内置的CAN控制器符合CAN 2.0B,ISO11898—1规范,的数据波特率可达1 Mb/s,可访问32位的寄存器和RAM,全局验收过滤器可识别几乎所有总线的11和29位R标识符,验收过滤器为可选择的标准标识符提供了FullCAN—style自动接收。CAN控制器的驱动电路依然选择收发器TJA1050,并在ARM和收发器之间加入DC-DC电源隔离模块和2路高速光耦器6N137组成的隔离电路,确保在CAN总线遭受严重干扰时控制器能够正常工作。
2.2 测试电路模块
测试电路模块由高精度万用表板卡完成通断测试、绝缘测试、电容测试和故障定位等相关的功能,分布机的主控制器LPC2290根据测试命令通过控制开关切换系统将测试电路加载到所需激励端口,并采集响应端口的信息。
2.3 地址选通控制CPLD模块设计
可编程逻辑器件已得到广泛的应用,为数字系统的设计带来极大的灵活性,可以通过软件编程对其硬件结构和工作方式进行重构,从而使硬件设计如同软件设计那样方便快捷。CPLD内部有大量的门电路,适于实现复杂的组合逻辑。
2.3.1 CPLD功能实现
分布机利用CPLD实现主控制器LPC2290 I/O口扩展,主控制器只需把待测电缆地址通过串行接口SPI发送给CPID,由CPLD控制继电器矩阵开关进行选通。CPLD采甩Altera公司的MAXⅡ系列的EPM570ZM256C6,具有160个通用I/O口。开发工具采用Altera公司推出的综合性PLD开发软件QuartusⅡ。根据分布机测点容量需求,CPLD设计成一个150位串入并出的移位寄存器和一个150位的输出锁存器,寄存器与输出锁存器的控制相互独立,综合后的功能模块如图4所示。其中,CLK为移位寄存器的时钟输入,数据在上升沿时读入;SI是串行输入口;SO为串行输出,用于进行级联;LAT是输出锁存器控制信号,数据在其上升沿时输出;EN为使能端,高电平使能输出,低电平则使输出为高阻态。20片CPLD级联可以使分布机实现3 000点的测试容量。

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