基于LT3182和LC3282的429总线收发装置

马 哲

（中国电子科技集团公司第四十七研究所，沈阳110032）

基于LT3182和LC3282的429总线收发装置

马 哲

（中国电子科技集团公司第四十七研究所，沈阳110032）

为了实现对用户需求的快速响应，设计了以L89C51RD2为核的系统板。对于LT3182和LC3282的功能进行演示和测量，并能够检测产品参数指标。实践证明，该板能够演示LT3182和LC3282的各项功能，并能够满足现场分析需求。

LT3182；LC3282；429总线

1 引 言

ARINC429总线在航空系统中被大量采用。LT3182是ARINC429总线接口驱动电路，LC3282是ARINC429总线接口电路，两款电路可配套使用。现场技术支持要求能够对两款电路产品的总线收发功能进行充分演示，并且在遇到故障时，能够进行有效的现场故障分析和定位。

2 总体方案

基于LT3182和LC3282的429总线收发装置有如下功能：第一是ARINC429的发送功能，可以发送符合ARINC429协议的数据字符；第二是接收功能，能够接收ARINC429协议的内容；第三是演示功能，就是能够实现发送和接收对接，并演示给用户；第四是参数测试功能，能够通过一些辅助设备，完成对LT3182和LC3282的参数测试。

基于上述考虑，设计了硬件部分和软件部分共同实现总体方案。

3 硬件设计

硬件部分的设计如图1所示。L89C51RD2单片机做为整个硬件的控制端，同时具有在系统可编程能力，可以方便实现硬件程序的在系统更新下载。在系统可编程的程序内置于芯片内部，使用时直接通过端口配置控制微处理器，调用ISP程序即可实现，并且可以设置任意波特率。ISP硬件设置完成后可直接应用FlashMagic软件下载单片机程序；CH341一端连接至单片机的TXD和RXD端口，另一端连接至USB接口，能够把单片机的串口信息转换成USB协议发送至上位机；LCD显示部分，显示出发送和接收的各种状态，用于系统演示和自测试功能的显示。L89C51RD2、CH341和LCD显示部分共同组成了硬件系统的控制和显示部分。

图1 硬件结构图

LT3182和LC3282是硬件电路的功能部分和被测试部分。单片机可以直接对LC3282进行读写控制，并通过LC3282进行发送和接收操作；LT3182连接至LC3282的输出端，用于将LC3282输出的429数据，转换成ARINC429要求的电平格式。429总线的输出端，直接连接至LC3282的输入端，一旦有符合要求的429信号输入，LC3282就能够自动接收，并向单片机发送中断信号，单片机进入中断，响应LC3282中断，读入接收数据。

L89C51RD2是八位单片机，数据端口8位。LC3282是16位并行数据端口，为了实现端口的连接关系，采用模拟时序方法，由L89C51RD2的P0口和P2口，作为16位数据线，由P1口连接LC3282的控制信号线，通过软件实现读写线和选择线的功能。

4 软件设计

软件部分是编写单片机程序，实现429总线的发送和接收操作。软件部分的主程序如图2所示。

图2 软件主程序流程图

首先是初始化子程序，实现上电之后的初始化设置工作。对单片机内部的程序区、LCD显示寄存器和LC3282控制寄存器进行初始化设置工作。初始化完成后，程序进入串口扫描工作区，串口扫描工作区接收上位机通过USB端口传来的命令字符串和数据字符串，开始进行各种对应程序的操作。如果接收到了发送命令，L89C51RD2会按照发送字符串的要求设置LC3282的发送设置，并等待串口发送数据。一旦接收到发送字符串，单片机就会把数据先后送至LC3282，并通过LT3182进行数据发送。如果单片机收到的是接收命令，则会初始化设置LC3282的接收状态，并从两个429通道进行数据接收。数据接收完成后，会直接传送给上位机，并同时在LCD上显示。如果接收到的是演示命令，系统将按照演示命令的要求，设置发送和接收通道，并持续不断的进行不同数据的收发。一旦发现接收错误，系统将通过LCD和串口进行信息反馈。

5 实践

该收发装置既能够作为演示板，为用户演示LT3182和LC3282的用法，又能够在实践中帮助用户快速定位应用故障，完成技术支持任务。

在某次LT3182产品发生传输故障后，利用该收发装置进行了现场测试和分析。故障现象是LT3182未能输出符合429总线协议的-5V低压。这个现象的出现，不是一装机就发生，而是在装机调试过程中发生的。

在故障现场应用了该技术支持开发板。首先使用本收发装置同故障整机板进行连接，连接发现确实接收不到整机板发出的429总线协议数据。接下来，用该技术支持开发板对整机拆机的产品进行了测试检验分析，发现LT3182的发送端口，Aout端口只能输出-2V的电平信号，达不到-5V电压。而这个电压水平正是影响传输的主要问题。进一步研究发现，只有Aout端口出现此问题，而且这个问题的出现，是不固定的。有的装机当天就出现问题，有的是在考核期出现问题。

结合图3所示的LT3182原理图，做了如下推测。假设LT3182的Aout端口，和-V端相连，那么根据手册里提到的端口保护理论，两个靠背二极管的反向击穿电压应该是±6.5V，一旦端口电压超出此范围，两个靠背二极管就有一个要用反向导通来泄放电流，从而实现对端口的保护。在LT3182的管脚排列中，Aout和-V端口是相邻的，假设两个端口在调试中发生短路，下面的二极管会承受很大的反向导通电流，此电流若足够大，就可能使得此二极管发生损坏，从而造成永久击穿，击穿后就会出现单二极管的特性。一旦出现单二极管，我们就会从Aout端口的工作中，看到低电压似乎总是达不到要求。

根据上述假设，利用429总线收发装置做了如下实验。

用LT3182的Bout端口对-V做了瞬间短路，限制0.1A电流，此时未发生损坏现象。

用LT3182的Bout端口对-V做瞬间短路，限制1A电流时，发生了损坏，Bout的输出负压由-5V升至-1.8V。

用LT3182的Aout端输出，对＋V（15V）短路，发现Aout对地发生短路，Aout的输出电压由5V降至2.0V。至此，分析基本结束。假设得到了试验证明。

图3 LT3182的原理图

6 结束语

基于LT3182和LC3282的429总线收发装置的应用大大加快了现场技术支持的速度，能够节约大量的调试分析时间，并实现准确的故障定位。目前该开发板的功能只集中在针对硬件故障的分析判断。未来可以基于此开发板研制具有更高软件功能的开发板，以辅助整机用户进行硬件和软件的调试分析。

［1］Condor Engineering.ARINC Protocol Tutorial（1600100-0027）［Z］.Condor Engineering.07 June，2000.

［2］李榕，刘卫国，刘晓剑.航空用ARINC429总线收发系统设计与实现［J］.计算机测量与控制，2005（9）：970-973.

［3］姜运生，乔卫华，范秀峰，周宇辰.基于HS3282的ARINC429航空通讯总线设计［J］.世界电子元器件，2003（5）：60-64.

429 Bus Sending-and-Receiving Device Based on LT3182 and LC3282

MA Zhe
（The 47th Research Institute of China Electronics Technology Group Corporation，Shenyang 110032，China）

A system board with L89C51RD2 is designed for quick response.The board can be used to demonstrate the function of LT3182 and LC3282 and test DC parameter of the device.The test result shows that the board meets the requirements of LT3182 and LC3282.

LT3182；LC3282；429 Bus

10.3969／j.issn.1002-2279.2014.04.029

TN4

：B

：1002-2279（2014）04-0094-03

马哲（1981-），男，辽宁沈阳人，工程师，主研方向：微电子。

2014-03-11