高速便攜式RS 232/422信號模擬器設(shè)計

摘 要： 為了飛行試驗中機載測試設(shè)備或儀器外場排故的需要，利用FPGA和USB接口技術(shù)成功設(shè)計了可模擬當(dāng)前各種飛機RS 232/422總線信號的高速便攜式模擬器。該信號模擬器能產(chǎn)生24種標(biāo)準(zhǔn)或者非標(biāo)準(zhǔn)波特率的RS 232/422信號，擁有USB接口、鍵盤和LED顯示屏等功能，具有設(shè)置簡便，使用靈活，可靠性高以及耗電量低等特點。

關(guān)鍵詞： 機載測試設(shè)備； FPGA； USB； RS 232/422； 信號模擬器

中圖分類號： TN911.7?34； TP391 文獻標(biāo)識碼： A 文章編號： 1004?373X（2013）13?0120?04

Design of high?speed portable RS 232/422 signal simulator

WANG Liu?quan， HUO Jian?hua

（Testing Institute， Chinese Flight Test Establishment， Xi’an 710089， China）

Abstract： For the need of out?field troubleshooting for airborne flight test equipments or instrumentations， a high?speed portable simulator which can simulate various aircraft’s RS 232/422 bus signals is designed based on FPGA and USB interface technology. The signal simulator could generate 24 kinds of standard or nonstandard baud rate signals， it has USB interface， keyboard and LED panel， and has the characteristics of easy setting， flexible operating， high reliability and low power consumption.

Keywords： airborne test equipment； FPGA； USB； RS 232/422； signal simulator

0 引 言

隨著我國航空技術(shù)的不斷發(fā)展，我國新研制了眾多不同型號和不同用途的飛機。這些飛機以及這些飛機上電子設(shè)備之間采用的RS 232和RS 422格式傳輸?shù)臄?shù)據(jù)總線也有了極大的發(fā)展。它們傳輸數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)位、校驗位、停止位、波特率及傳輸?shù)男畔K形式各不相同，尤其波特率，已經(jīng)從當(dāng)初的幾十Kb/s發(fā)展到現(xiàn)在的上百Kb/s甚至上Mb/s。這就需要研制一種高速RS 232/422信號模擬器器，它能夠模擬我國現(xiàn)有飛機及機上設(shè)備采用RS 232或RS 422格式進行相互通信的RS 232/422總線數(shù)據(jù)，為機載測試工程師在試驗室對機上采集RS 232或RS 422信號的設(shè)備進行通電和編程驗證，以及外場機上排故時提供方便可靠而又靈活的RS 232/422信號模擬器。

1 系統(tǒng)總體方案設(shè)計

RS 232/422信號模擬器主要由USB接口、鍵盤顯示、電源管理、RS 232/422信號電平轉(zhuǎn)換和FPGA核心控制這幾部分電路模塊組成。USB接口電路主要功能是和上位計算機通過USB接口建立連接，把上位計算機發(fā)送數(shù)據(jù)傳送到FPGA核心控制電路，或者把FPGA核心控制電路發(fā)送的數(shù)據(jù)傳送到上位計算機。鍵盤顯示電路主要功能是當(dāng)信號模擬器脫離PC機獨立工作時，通過鍵盤輸入命令和數(shù)據(jù)，并在LED顯示屏上觀察輸入的命令和數(shù)據(jù)是否正確，并可以在接收時能察看接收到的數(shù)據(jù)，以判斷接收到的數(shù)據(jù)正確與否；……