通信設(shè)備多路端口適配器設(shè)計(jì)分析_精編版

1、 精編范文 通信設(shè)備多路端口適配器設(shè)計(jì)分析溫馨提示：本文是筆者精心整理編制而成，有很強(qiáng)的的實(shí)用性和參考性，下載完成后可以直接編輯，并根據(jù)自己的需求進(jìn)行修改套用。通信設(shè)備多路端口適配器設(shè)計(jì)分析 本文關(guān)鍵詞：適配器, 端口, 通信設(shè)備, 多路, 分析通信設(shè)備多路端口適配器設(shè)計(jì)分析 本文簡(jiǎn)介：摘要：針對(duì)專用通信設(shè)備功能繁多, 設(shè)備尺寸有限的問題, 設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了多路端口適配器。首先, 依據(jù)多路端口適配器的設(shè)計(jì)原則與需要, 設(shè)計(jì)出標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的硬件方案, 主要包含信號(hào)干擾隔離模塊、矩陣開關(guān)以及單片機(jī)三個(gè)模塊；其次, 依據(jù)功能需求對(duì)多路端口適配器的基本邏輯進(jìn)行設(shè)計(jì), 重點(diǎn)介紹了單片機(jī)與被測(cè)模塊的交互邏輯

2、；通信設(shè)備多路端口適配器設(shè)計(jì)分析 本文內(nèi)容：摘要：針對(duì)專用通信設(shè)備功能繁多, 設(shè)備尺寸有限的問題, 設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了多路端口適配器。首先, 依據(jù)多路端口適配器的設(shè)計(jì)原則與需要, 設(shè)計(jì)出標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的硬件方案, 主要包含信號(hào)干擾隔離模塊、矩陣開關(guān)以及單片機(jī)三個(gè)模塊；其次, 依據(jù)功能需求對(duì)多路端口適配器的基本邏輯進(jìn)行設(shè)計(jì), 重點(diǎn)介紹了單片機(jī)與被測(cè)模塊的交互邏輯；最后, 通過該設(shè)計(jì)方案, 解決了多路端口適配問題, 實(shí)現(xiàn)了矩陣開關(guān)的自適應(yīng)切換, 大大提高了多路端口適配器的通用性與可移植性。關(guān)鍵詞：適配器；矩陣開關(guān)；單片機(jī)；干擾隔離端口適配器是自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的重要組成部分, 是待測(cè)設(shè)備與測(cè)試儀器之間的橋梁1

3、,3。目前專用通信設(shè)備要求實(shí)現(xiàn)的功能越來越復(fù)雜, 隨之而來的是需要越來越多的端口進(jìn)行外部交互, 然而設(shè)備尺寸大小有著嚴(yán)格的規(guī)定, 如果設(shè)備中的每一個(gè)模塊都對(duì)應(yīng)著一個(gè)端口適配器, 就會(huì)造成端口適配器種類繁多、空間利用率低下、不利于操作者使用。針對(duì)以上問題, 本文設(shè)計(jì)了一種通用的多路端口適配器, 采用標(biāo)準(zhǔn)接口, 用戶可以通過計(jì)算機(jī)控制矩陣開關(guān)自動(dòng)切換以適應(yīng)不同的測(cè)試對(duì)象, 從而實(shí)現(xiàn)1個(gè)測(cè)試系統(tǒng)對(duì)應(yīng)多個(gè)測(cè)試對(duì)象的目的, 解決適配器重復(fù)開發(fā)的問題。1端口適配器的選擇端口適配器具可分為外置單路端口適配器、外置多路端口適配器和內(nèi)置多路端口適配器3種, 各種類端口適配器的應(yīng)用場(chǎng)景如表1所示。從表1中可以看出

4、, 外置端口適配器為獨(dú)立盒式, 需要專門攜帶, 而該通信設(shè)備專用于通信車上, 移動(dòng)性強(qiáng)、使用環(huán)境狹小, 對(duì)尺寸有著嚴(yán)格的要求, 所以選擇內(nèi)置多路端口適配器。內(nèi)置多路端口適配器與多個(gè)板卡集成安裝在宿主設(shè)備機(jī)箱內(nèi)部, 通過線纜連接至多個(gè)板卡的內(nèi)置適配接口, 其連接關(guān)系如圖1所示。2硬件設(shè)計(jì)方案2.1總體結(jié)構(gòu)本文所設(shè)計(jì)的多路端口適配器主要由信號(hào)干擾隔離模塊、單片機(jī)、矩陣開關(guān)組成, 其實(shí)現(xiàn)原理如圖2所示。測(cè)試設(shè)備發(fā)出測(cè)試信號(hào), 經(jīng)過信號(hào)干擾隔離模塊的處理后, 通過矩陣開關(guān)的信號(hào)轉(zhuǎn)換通道, 發(fā)送給特定待測(cè)模塊, 待測(cè)模塊收到測(cè)試信號(hào)后執(zhí)行相應(yīng)操作, 并將執(zhí)行結(jié)果原路返還給測(cè)試設(shè)備。當(dāng)需要切換待測(cè)模塊時(shí),

5、 可以在顯示終端處發(fā)送切換通道指令, 該指令通過待測(cè)模塊發(fā)送給單片機(jī), 單片機(jī)發(fā)出控制信號(hào), 控制矩陣開關(guān)切換到目的通道, 接通測(cè)試設(shè)備與目的待測(cè)模塊間的通道。2.2硬件具體實(shí)現(xiàn)2.2.1信號(hào)干擾隔離模塊端口適配器中接線復(fù)雜, 匯集著大量的測(cè)量信號(hào), 設(shè)計(jì)過程中應(yīng)當(dāng)充分考慮連接電纜信號(hào)傳輸質(zhì)量、信號(hào)間的干擾以及靜電擊穿問題2。在測(cè)試設(shè)備與被測(cè)設(shè)備連接的瞬間, 通常會(huì)產(chǎn)生靜電。靜電會(huì)產(chǎn)生瞬態(tài)的高能沖擊, 如果沒有防護(hù)措施, 電路元器件將會(huì)損壞, 所以要增加ESD靜電防護(hù)措施。本設(shè)計(jì)中采用瞬態(tài)抑制二極管UDD32C15L01, 當(dāng)電路兩端受到高能量沖擊時(shí), 瞬態(tài)抑制二極管能夠以PS級(jí)響應(yīng)速度把兩端

6、的阻抗值由高阻抗轉(zhuǎn)為低阻抗, 瞬間吸收一個(gè)大電流, 把兩端的電壓鉗制在一個(gè)預(yù)定的數(shù)值, 從而保護(hù)電路元器件受到瞬態(tài)高壓尖峰脈沖的沖擊。2.2.2矩陣開關(guān)基于矩陣開關(guān)的通道設(shè)計(jì)是多路端口適配器的核心理念, 矩陣開關(guān)在單片機(jī)的控制下完成信號(hào)的切換, 控制信號(hào)的流向, 對(duì)設(shè)備的實(shí)際使用效果有著決定性影響。與矩陣開關(guān)相連接的設(shè)備有待測(cè)模塊1、待測(cè)模塊2、待測(cè)模塊3、單片機(jī), 與測(cè)試設(shè)備通過干擾隔離模塊間接連接。矩陣開關(guān)在單片機(jī)的控制下完成測(cè)試設(shè)備在特定時(shí)刻分別和待測(cè)模塊1、待測(cè)模塊2、待測(cè)模塊3的連接。在本文所設(shè)計(jì)的多路適配器中, 需要對(duì)通信設(shè)備內(nèi)部的三個(gè)板卡進(jìn)行測(cè)試, 所以選擇矩陣開關(guān)。2.2.3單

7、片機(jī)當(dāng)需要切換相應(yīng)通道時(shí), 可以操作顯示器下達(dá)切換指令, 該指令通過待測(cè)模塊下達(dá)給單片機(jī), 單片機(jī)輸出通道切換的控制信號(hào), 控制矩陣開關(guān)進(jìn)行通道切換, 單片機(jī)的型號(hào)為宏晶的STC15W4k48S4-30I, 其完成的功能為：解析從模塊1、模塊2、模塊3接收的信息, 控制矩陣開關(guān)的切換, 完成測(cè)試設(shè)備在特定時(shí)刻分別和模塊1、模塊2、模塊3的連接。宿主設(shè)備通過控制單片機(jī), 不僅可以實(shí)現(xiàn)測(cè)試設(shè)備對(duì)模塊1、模塊2、模塊3的檢測(cè), 還可以主動(dòng)將本機(jī)的一些資源和信息反饋給測(cè)試設(shè)備, 便于設(shè)備的使用和維護(hù)。3軟件設(shè)計(jì)方案本文所設(shè)計(jì)的多路接口適配器中, 該通信設(shè)備為一個(gè)帶有顯示終端的嵌入式系統(tǒng), 待測(cè)模塊采用

8、DSP作為接口處理器, 采用CCSv3.3進(jìn)行軟件開發(fā), 單片機(jī)采用keilv3進(jìn)行軟件開發(fā)。當(dāng)需要進(jìn)行通道切換時(shí), 用戶在宿主設(shè)備顯示終端上進(jìn)行相關(guān)參數(shù)的設(shè)置, 就可以通過單片機(jī)控制矩陣開關(guān)對(duì)目的接口進(jìn)行自適應(yīng)匹配。該多路接口適配器的軟件總體結(jié)構(gòu)如圖所示。在該多路適配器的軟件中, 核心部分是被測(cè)模塊接口軟件與單片機(jī)接口控制軟件。為了保證測(cè)試信號(hào)能夠精準(zhǔn)的到達(dá)被測(cè)模塊, 矩陣開關(guān)在特定時(shí)刻只能和被測(cè)模塊1、被測(cè)模塊2、被測(cè)模塊3中的一個(gè)連接, 測(cè)試設(shè)備向某一個(gè)被測(cè)模塊(DSP)發(fā)起測(cè)試信號(hào)注入請(qǐng)求后, 應(yīng)當(dāng)?shù)缺粶y(cè)模塊處理將測(cè)試指令處理完成后, 才能發(fā)起下一次請(qǐng)求, 否則測(cè)試設(shè)備的請(qǐng)求無效。其中

9、, 被測(cè)模塊(DSP)與單片機(jī)的溝通流程如圖5所示。對(duì)于被測(cè)模塊來說, 被測(cè)模塊的接收端口關(guān)閉, 當(dāng)收到嵌入式系統(tǒng)下發(fā)的請(qǐng)求時(shí), 被測(cè)模塊打開接收端口, 此時(shí), 測(cè)試設(shè)備的測(cè)試信號(hào)可以加注到被測(cè)模塊中, 被測(cè)模塊按照注入信號(hào)執(zhí)行相應(yīng), 在此過程中, 其他的測(cè)試信號(hào)無效, 只有當(dāng)被測(cè)模塊執(zhí)行完成操作, 并回復(fù)相應(yīng)結(jié)果后, 才能接收其他測(cè)試信號(hào);對(duì)于單片機(jī)來說, 當(dāng)單片機(jī)收到DSP發(fā)來的指令后, 打開對(duì)應(yīng)矩陣開關(guān)通道并通知DSP, 然后等待DSP完成指令操作, DSP完成相應(yīng)操作后, 拉高與單片機(jī)問的端口電平告知單片機(jī), 單片機(jī)收到信號(hào)后斷開矩陣開關(guān)。4結(jié)束語本文依托于某型通信設(shè)備, 設(shè)計(jì)出了適合該設(shè)備的多路端口適配器。介紹了多路適配器的硬件結(jié)構(gòu), 主要包括信號(hào)干擾隔離模塊、矩陣開關(guān)、單片機(jī)三部分;根據(jù)實(shí)際需求設(shè)計(jì)了該適配器的軟件控制邏輯, 并重點(diǎn)介紹了單片機(jī)與待測(cè)模塊問的交互過程。該多路端口適配器采用模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化