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1、基于labview的csdb總線數(shù)據(jù)測試技術(shù)本文分析和討論了csdb的協(xié)議,并介紹了通過計算機的rs-232串口及相應(yīng)電平轉(zhuǎn)換,基于7.1軟件開發(fā)平臺實現(xiàn)的計算機與uut的雙向通信。其中,支持通信的軟件實現(xiàn)是關(guān)鍵。圖1 csdb總線結(jié)構(gòu)1 csdb總線協(xié)議簡介csdb總線體系結(jié)構(gòu)的物理層規(guī)定了總線的機械特性和電氣特性;數(shù)據(jù)鏈路層給出了數(shù)據(jù)幀的定義以及數(shù)據(jù)幀之間的定時要求,并對總線銜接的各種航空設(shè)備的參數(shù)做出了具體的規(guī)定。1.1 物理層csdb是單向廣播式異步串行總線標準,它可以構(gòu)成單信源、多接收器的傳輸系統(tǒng)。總線數(shù)據(jù)采納nrz編碼,全雙工差分方式傳輸。csdb信號的數(shù)據(jù)格式與rs-232-c標
2、準徹低相同,都為異步串行通信格式,即:一個起始位、八個數(shù)據(jù)位、一個奇偶校驗位、一個停止位,其電氣標準為rs-422-a。1.2 數(shù)據(jù)鏈路層csdb總線是面對字節(jié)的傳輸協(xié)議,固定長度的字節(jié)組成消息塊,再由一定長度的消息塊組合成幀,封裝在數(shù)據(jù)幀中的不同數(shù)據(jù)通過各自的地址字節(jié)加以區(qū)分,不同的數(shù)據(jù)幀之間通過同步消息塊分割。csdb總線數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)1所示。在圖1中,消息塊(message block)的第一個字節(jié)byte 0稱為標識 (或地址),消息塊都是通過標識來區(qū)別的。消息塊的長度是固定不變的,為6字節(jié)。csdb采納的是異步串行傳輸方式,通過起始位和停止位完成字節(jié)的位同步,因此,在編碼中不必帶有時鐘信息
3、。幀同步通過識別同步消息塊6個字節(jié)的十六進制“a5”來實現(xiàn),同步消息塊標識了每個數(shù)據(jù)幀的開頭位置。其中:t1=幀時光長=1/最大更新率t2=消息塊間隙時光長(無限制)t3=總線空閑時光(最小11bit的時光)t4=字節(jié)間隙時長(無限制)csdb總線信號測試1.3 測試原理對csdb總線信號舉行測試,是先將csdb信號電平轉(zhuǎn)換為和計算機適應(yīng)的rs-232電平,再按照csdb總線的規(guī)章,實現(xiàn)對控制信息的正確發(fā)送和實時反饋信息的正確接收,并按照需要,將實用信息提出送測試系統(tǒng)處理,完成對航空機載設(shè)備的測試。詳細步驟分為信號電氣轉(zhuǎn)換、通信同步、labview實現(xiàn)。圖2 csdb總線信號通信原理框圖1.4
4、 通信配置(1)電氣轉(zhuǎn)換csdb總線信號經(jīng)過電氣轉(zhuǎn)換芯片后挺直與計算機舉行串口通信。在舉行rs-422-a到rs-232的電氣標準轉(zhuǎn)換時,用法max488全雙工電平轉(zhuǎn)換芯片。(2)通信同步csdb總線為異步串行通信,根據(jù)串行數(shù)據(jù)傳輸?shù)幕驹?,實現(xiàn)正確通信的基本條件是保持接收和發(fā)送雙方時鐘全都,以避開發(fā)送與接收雙方的數(shù)據(jù)位寬產(chǎn)生累積誤差,造成不能正確檢測到總線數(shù)據(jù)。在串行通信中,信息是按位傳送的,傳送速率用波特率表示,數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收受各自的時鐘控制,因此,發(fā)送方和接收方的波特率應(yīng)保持全都。經(jīng)對詳細部品測試,csdb數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)波特率為12.5kbit/s,為與此同步,要求計算機產(chǎn)生的波特率也
5、應(yīng)為12.5kbit/s。2所示,在計算機中負責串行通信的器件為8250異步通信適配器(uart),或其兼容元器件,程序通過對8250內(nèi)部的寄存器讀寫來控制通信模式,8250用法頻率為1.8432mhz的基及時鐘輸入信號作為主數(shù)據(jù)時鐘,通過對8250內(nèi)部寄存器置位來獲得需要的波特率。在異步串行通信中,為防止因為信號畸形、不同步等緣由造成對數(shù)據(jù)的誤讀,通信適配器規(guī)定每讀取或發(fā)送1bit數(shù)據(jù)起碼要用16個時鐘脈沖來控制其波特率,實際應(yīng)用中波特率時鐘是主時鐘的1/16或1/(16×n),對于要求的波特率,在寫寄存器時用如下公式計算除數(shù)因子:除數(shù)因子=(主數(shù)據(jù)時鐘頻率/16)/波特率=115
6、200/波特率在算出除數(shù)因子后,將相應(yīng)數(shù)據(jù)寫入8250內(nèi)部的波特率設(shè)置寄存器,即可在串口得到相應(yīng)波特率的數(shù)據(jù)。經(jīng)計算,115200除以12500后不為整數(shù),所以,受到計算機異步通信適配器8250的限制,在波特率設(shè)置上不能徹低和12.5kbit/s相同,經(jīng)計算,當除數(shù)因子取9時對應(yīng)的波特率為12.8kbit/s,與csdb總線要求的波特率最為臨近,其每bit占領(lǐng)78?s,相對80?s/bit(12.5kbit/s)誤差為0.25%,小于串行通信波特率最大容許誤差5%,理論上可實現(xiàn)通信同步,因此在程序上將通信的波特率設(shè)置為12.8kbit/s。2 基于labview7.1的總線通信用labview
7、7.1編程來實現(xiàn)總線通信時,用戶不必對gpib,rs-232,vxi等硬件有特地的了解,labview為用戶提供了標準的i/o接口函數(shù)庫,在lab view的functionsall functionsinstrument i/o中提供了gpib、串口通信等各種函數(shù)模塊,為實現(xiàn)串口通信提供了便捷的實現(xiàn)辦法。軟件流程3所示。圖3 串口通信軟件流程圖3 軟件設(shè)計中的關(guān)鍵問題及解決辦法(1) 發(fā)送數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)多樣化解決辦法通過對系統(tǒng)中不同部品的實際測試發(fā)覺,因為其互聯(lián)狀況不同,相應(yīng)部品控制碼的幀結(jié)構(gòu)也不盡相同,同步字后跟14個控制消息塊不等,而在自動化測試系統(tǒng)中要求此通信軟件具有通用性。為此,將發(fā)送程
8、序中控制消息塊接口設(shè)為最大(4個),當程序檢測到某一接口有數(shù)據(jù)輸入時就發(fā)送此數(shù)據(jù),若沒有,則以相等長度的延時替代。這樣,在保證全部數(shù)據(jù)幀周期相同的狀況下,滿足了不同部品控制碼的不同要求。(2) 接收數(shù)據(jù)多重校驗數(shù)據(jù)接收程序中,labview要求設(shè)置接收數(shù)據(jù)緩沖長度,程序在接收此長度數(shù)據(jù)后才干舉行后續(xù)處理。實際程序運行后發(fā)覺,如緩沖長度僅為一幀(24×8bit),接收數(shù)據(jù)有可能誤接收。為避開此狀況,將緩沖長度設(shè)置為一幀字長的46倍,在接收到數(shù)據(jù)后,再按照同步字、標號等多重匹配原則舉行驗證后將數(shù)據(jù)取出,再將46組數(shù)據(jù)相比較,如相同,則認為數(shù)據(jù)可信,如不相同,則認為數(shù)據(jù)不行信。4 結(jié)語作csdb總線數(shù)據(jù)測試時,可以便利通過界面
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