GPIB芯片TNT4882在便攜式電磁兼容測試系統上的應用

王屹煒++王旭東

摘 要 介紹GPIB接口專用芯片TNT4882，利用STM32作為控制芯片完成便攜式電磁兼容測試系統的設計，在介紹了整體系統結構之后，著重描述了控制單元的軟硬件部分，實現了同時具備網絡通信與GPIB通信能力的控制單元。

【關鍵詞】TNT4882 GPIB STM32

進入21世紀以來，信息變得越來越重要，人們希望能夠隨時隨地保持自己與外部的聯系。航空公司為了滿足人們這種需求，希望能夠讓乘客在飛機上使用便攜式電子設備（PED），根據民航局的規定，所有的民用客機在允許乘客使用PED之前都需要測試機載電子設備的電磁抗干擾性，在民航客機上的大量多頻段通信和導航系統接收天線是一個重要的電磁耦合通道。為了解決這個問題，就需要一套基于混響技術的民航便攜式電子設備電磁干擾耦合特性的自動測試系統，該系統包括混響單元，發射單元，接收單元和控制單元四個部分，本文著重介紹控制單元的設計與實現。

1 整體系統設計

便攜式測試設備的原理框圖1所示，其中控制單元需要控制發射單元產生不同頻帶的射頻信號，輸出PWM脈沖信號來控制混響單元的場攪拌器轉動從而模擬PED的位置、天線的極化特性和艙室環境等諸多影響因素的變化。接收部分通過控制單元選取合適的濾波器通道，從而保證測試的準確性。在整個測試系統中，控制單元部分需要從上位機接收指令，然后解析指令并產生相應的控制信號去控制其他各個單元正常工作，同時將工作狀態反饋給上位機部分。

2 控制單元系統設計

本系統中控制單元的功能主要劃分成通信和控制兩部分，在通信方面，希望使用總線型拓撲結構將多個測試儀器連接到一個總線上進行控制，因此選取了GPIB接口以及網絡接口，整體的控制單元部分如圖2所示。

其中GPIB是目前主流的儀器通信接口，有著高速，可靠，易控制等有點，其高速傳輸模式可以達到8Mbyte/s，在多儀器聯網方面，總線就能夠對每個GPIB接口分別進行聽說的操作。

TNT4882芯片是NI公司推出的一款集成芯片，該款芯片能夠完成GPIB總線中的聽和說的功能，該集成芯片內部集成了高速傳輸電路Turbo488以及IEEE488.2的兼容電路NAT4882。為了得到更快的傳輸速率，在TNT4882芯片的內部電路包含了一個先進先出的緩存區，從而能夠實施HS488高速傳輸方式，同時在TNT4882內部包含16個可以直接連接到GPIB總線上的增強型傳收發器，其靈活的CPU接口使其能夠方便的與16位或者8位地址的微處理器芯片相連接。

3 硬件模塊

硬件模塊主要由STM32，TNT4882，以及PHY部分組成，其原理圖如圖3所示。從圖中可以看出STM32F4做為MCU，其通過TNT4882芯片接收上位機從GPIB總線上發來的數據，通過PHY模塊接收上位通過網絡發送過來的數據。

對于GPIB部分，由于芯片內部帶有收發器，因此其能夠直接和COU相連接而不需要外部分其他元件，在本方案中，我門選擇使用STM32F4的PF7～PF0連接到TNT4882的D7～D0上，只使用了數據位的低8位。

4 軟件模塊

軟件部分的設計思路是在主函數中完成對于TNT4882芯片的初始化，然后進入中斷等待狀態，當上位機通過GPIB總線往板卡發送數據的時候，在中斷處理程序中解析指令，完成控制操作，軟件部分主要分為幾個部分：

4.1 完成底層對于TNT4882寄存器讀寫的控制函數

由于對于TNT4882的操作都是基于對其內部寄存器的讀寫來實現的，因此在完成其他的配置之前，首先需要完成對于其內部寄存器讀寫功能的實現，這里需要注意的是WR，RD的時序。

4.2 完成對于TNT4882的初始化配置

在完成了寄存器讀寫的基礎上，剩下的就是完成CPU芯片的初始化以及TNT4882芯片的初始化，這里主要講一下TNT4882芯片的初始化配置。

（1）復位TNT4882中的Turbo488電路。

（2）將TNT4882芯片配置到Turbo+7210模式，然后將其配置到單芯片模式，注意這里不能直接配置到單芯片模式。

（3）將Local Power –On信號配置為有效。

（4）配置TNT4882，為GPIB操作做準備。

（5）清除Local Power –On信號，開始等待中斷信號的到來。

5 結尾

本文設計的電磁干擾耦合特性測試設備能夠完成對于機載天線的電磁抗干擾性進行測試，其中控制單元完成了GPIB與網絡通信以及對其他單元的控制功能，該部分代碼采用中斷方式編寫，系統穩定性好，可移植性強。

參考文獻

[1]許誠晰，吳啟滿，楊小雪.GPIB 接口控制器的研究[J].工業儀表與自動化裝置，2007（05）.

[2]馮文武，張明志，李樹明.GPIB 接口芯片TNT4882開發及應用[J].自動化應用，2012（07）.

作者簡介

王屹煒，男，南京航空航天大學碩士在讀。主要研究方向為嵌入式系統設計、圖像處理技術。

作者單位

南京航空航天大學 江蘇省南京市 211100