基于LabVIEW的429总线收发系统的设计

### 基于LabVIEW的429总线收发系统的设计 #### 摘要与背景 近年来，随着数字技术的快速发展以及微型电子计算机的普及应用，越来越多的航空电子设备开始采用数字化技术，这使得数字传输成为了信息传输的主要方式之一。在此背景下，ARINC 429总线作为一种广泛应用于航空电子系统的数据信息传输标准，其研究与发展显得尤为重要。ARINC 429（Aeronautical Radio Inc. Committee 429）是由航空无线电公司制定的一种用于航空电子设备间通信的标准。 #### ARINC 429总线简介 ARINC 429总线是一种专为航空电子系统通信而设计的航空工业标准。它详细规划了航空电子系统中各个电子设备之间以及电子设备和系统之间的通讯方式，并定义了电气特性、传输数据特性和通讯协议。该总线采用双绞线进行数据传输，具有很强的抗干扰能力。数据传输采用双极回零调制方式，每个数据字由32位组成，被分为5个字段：标志码、源目的地识别码、数据区、符合状态码、奇偶校验码。发送出去的脉冲有三个电平：高电平、零电平、低电平，其中高电平代表逻辑1，低电平代表逻辑0，零电平作为自身的时钟脉冲。字与字之间以一定的间隔（通常为8位）分开，此间隔作为字同步。 #### 系统硬件设计 本设计的系统硬件主要包括三大部分：工控机、PCI-6733数字I/O卡和调理板。 - **工控机**：提供硬件接口和软件设计环境。 - **PCI-6733数字I/O卡**：由美国国家仪器公司设计，是一种可重新配置的数字I/O卡，可以生成ARINC 429总线所需的控制和数据信号。 - **调理板**：提供接收和发送所需的外围电路，主要包括总线驱动电路、接收发送电路、时钟电路和电平转换电路。 #### PCI-6733数字I/O卡 PCI-6733数字I/O卡是设计中非常关键的一部分，其具备以下特点： - 内含可重新配置的FPGA芯片。 - 配备嵌入式CPU。 - 提供64条可配置的数字线，支持输入、输出、计时器等功能。 - 支持完全控制所有信号和操作的同步和定时。 - 可以定制板载逻辑，将数字线配置为输入、输出、计数器/定时器等。 #### 系统调理板 系统调理板的设计对于实现ARINC 429数据的接收和发送至关重要，主要包括以下几个电路： - **总线驱动电路**：实现PCI-6733卡输出的TTL电平与接收发送电路的ARINC 429电平之间的转换。 - **接收发送电路**：利用专用芯片实现ARINC 429数据的接收和发送。 - **时钟电路**：为接收发送电路提供必要的基准时钟。 - **电平转换电路**：实现不同电平之间的转换，确保信号传输的一致性。 #### 软件设计 软件设计部分主要基于LabVIEW平台完成，LabVIEW是一种图形化的编程语言，提供了丰富的函数库和工具，使得编程更加简便高效。本设计采用LabVIEW中的VI（Virtual Instrument）模块来实现软件功能，主要使用了顺序结构、控件、延迟控件等。 - **发送时序**：系统上电后，首先进行复位操作并初始化控制信号，然后利用控制字选通信号对PCI-6733卡写入控制字，设置数据传输率、校验方式等参数。 - **接收时序**：接收时，系统同样需要进行初始化，然后根据接收到的数据字进行相应的处理。 #### 实验验证与结论 为了验证设计的可行性和有效性，进行了详细的实验测试。实验结果表明，该基于LabVIEW的ARINC 429总线收发系统具有良好的性能稳定性、操作便捷性和易于维护等特点，在工业控制领域具有广泛的应用前景。 基于LabVIEW的ARINC 429总线收发系统的设计，不仅满足了航空电子设备中数据传输的需求，而且通过软硬件的优化设计，大大提高了系统的可靠性和实用性，为后续相关领域的研究奠定了坚实的基础。