遙測艙信號源的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
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并行數(shù)據(jù)采用8位并行傳輸，每個(gè)信息字的三個(gè)字節(jié)分三次沿8位總線分時(shí)發(fā)送。伴隨信號CS1，CS2的不同組合構(gòu)成地址字節(jié)、高位數(shù)據(jù)字節(jié)和低位數(shù)據(jù)字節(jié)的區(qū)分標(biāo)志，信號WR表明信息的發(fā)送。地址按00～7F循環(huán)發(fā)送，數(shù)據(jù)按0000～9FFF循環(huán)發(fā)送，8位總線信號、伴隨信號和寫信號傳輸均由245作驅(qū)動，由這些信號的信號線電壓的變化形式表示的信息傳輸時(shí)序如圖4所示。本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/179283.htm
從圖4可以看出，一個(gè)信息字節(jié)的傳輸時(shí)間是2μs，一個(gè)信息字的傳輸時(shí)間是6μs。相鄰兩個(gè)信息字之間的間隔時(shí)間是10μs。
并行數(shù)據(jù)信息在5 ms周期內(nèi)完成后發(fā)送，每個(gè)周期發(fā)送信息的時(shí)間大約為640μs。
采用VHDL語言編寫程序，使FPGA輸出固定時(shí)序的LVTTL電平的3路信號，經(jīng)過2片總線驅(qū)動器后，轉(zhuǎn)為TTL電平的并行數(shù)據(jù)信號。
3．3 串行RS 422數(shù)據(jù)
串行RS 422數(shù)據(jù)共有3路。通過FPGA的VHDL程序產(chǎn)生符合RS 422協(xié)議的LVTTL電平數(shù)據(jù)，經(jīng)過RS 422接口芯片進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換。
RS 422接口芯片采用Maxim公司的MAX1484，它是1收1發(fā)驅(qū)動器，全雙工。
(1)第一路DF422
波特率為500 Kb／s，每幀2．5 ms，幀長9個(gè)字節(jié)。
(2)第二路ZW422
波特率為240 Kb／s，每幀1 ms，幀長12個(gè)字，8 b／字。
數(shù)據(jù)格式是：
1位起始位+8位數(shù)據(jù)+1位停止位+10位空閑位其中：8位數(shù)據(jù)是低位在前，高位在后。
(3)第三路YX422
波特率為200 Kb／s，消息塊更新頻率為400 Hz，每個(gè)消息塊6個(gè)字，每字11位：
1位起始位+8位數(shù)據(jù)+1位奇偶校驗(yàn)位+1位停止位
3．4 模擬信號
通過對48 MHz的外部時(shí)鐘分頻產(chǎn)生固定頻率的脈沖方波，幅度為0～3．3 V，采用高速運(yùn)算放大器產(chǎn)生線性比例放大電路對幅度進(jìn)行調(diào)節(jié)。
運(yùn)算放大器采用AD公司的AD824，支持單電源供電，是低功耗的場效應(yīng)晶體管輸入操作放大器。
3．5 電路設(shè)計(jì)
在設(shè)計(jì)中采取了多種措施以保證信號源在各種情況下的正常工作。
(1)采用4層PCB板設(shè)計(jì)，避免使用過多分立器件，減小設(shè)備體積，縮短引線，提高可靠性；
(2)電源和器件電源管腳加濾波電容，減小電源噪聲對器件和電路板的影響；
(3)印制板合理布局、布線，減小各種信號間的相互干擾；
(4)差分信號線d+和d-到接口不超過30 mm，兩信號線長度差控制在2 mm以內(nèi)，確保滿足LVDS數(shù)據(jù)傳輸帶寬的要求；
(5)電路設(shè)計(jì)中，采取措施盡量提高系統(tǒng)對各種干擾的隔離以及突發(fā)大信號的抑制，保護(hù)系統(tǒng)可靠工作。輸出電路串接保護(hù)電阻，在輸出短路時(shí)確保電路完好。
4 結(jié)論
綜上所述，主要介紹了遙測艙多路可編程信號源的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，著重對設(shè)計(jì)中的幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)做了較為詳細(xì)的研究論證。通過采用FPGA作為設(shè)計(jì)核心，編寫VHDL程序產(chǎn)生主要邏輯功能，附加外圍電平轉(zhuǎn)換芯片實(shí)現(xiàn)各種類型信號輸出。實(shí)踐證明，此信號源完全能夠模擬遙測艙測量到的信號，符合設(shè)計(jì)要求。
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