高速便携式rs 232-422信号模拟器设计

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1、高速便携式RS232/422信号模拟器设计　　摘要：为了飞行试验中机载测试设备或仪器外场排故的需要，利用FPGA和USB接口技术成功设计了可模拟当前各种飞机RS232/422总线信号的高速便携式模拟器。该信号模拟器能产生24种标准或者非标准波特率的RS232/422信号，拥有USB接口、键盘和LED显示屏等功能，具有设置简便，使用灵活，可靠性高以及耗电量低等特点。关键词：机载测试设备；FPGA；USB；RS232/422；信号模拟器中图分类号：TN911.7?34；TP391文献标识码：A文章编号：100

2、4?373X（2013）13?0120?04Designofhigh?speedportableRS232/422signalsimulatorWANGLiu?quan，HUOJian?hua（TestingInstitute，ChineseFlightTestEstablishment，Xi’an710089，China）Abstract：Fortheneedofout?fieldtroubleshootingforairborneflighttestequipmentsorinstrumentatio

3、ns，ahigh?speedportablesimulatorwhichcansimulatevariousaircraft’sRS232/422bussignalsisdesignedbasedonFPGAandUSBinterface10technology.Thesignalsimulatorcouldgenerate24kindsofstandardornonstandardbaudratesignals，ithasUSBinterface，keyboardandLEDpanel，andhasth

4、echaracteristicsofeasysetting，flexibleoperating，highreliabilityandlowpowerconsumption.Keywords：airbornetestequipment；FPGA；USB；RS232/422；signalsimulator0引言随着我国航空技术的不断发展，我国新研制了众多不同型号和不同用途的飞机。这些飞机以及这些飞机上电子设备之间采用的RS232和RS422格式传输的数据总线也有了极大的发展。它们传输数据的数据位、校验位、停止

5、位、波特率及传输的信息块形式各不相同，尤其波特率，已经从当初的几十Kb/s发展到现在的上百Kb/s甚至上Mb/s。这就需要研制一种高速RS232/422信号模拟器器，它能够模拟我国现有飞机及机上设备采用RS232或RS422格式进行相互通信的RS232/422总线数据，为机载测试工程师在试验室对机上采集RS232或RS422信号的设备进行通电和编程验证，以及外场机上排故时提供方便可靠而又灵活的RS232/422信号模拟器。1系统总体方案设计RS10232/422信号模拟器主要由USB接口、键盘显示、电源管

6、理、RS232/422信号电平转换和FPGA核心控制这几部分电路模块组成。USB接口电路主要功能是和上位计算机通过USB接口建立连接，把上位计算机发送数据传送到FPGA核心控制电路，或者把FPGA核心控制电路发送的数据传送到上位计算机。键盘显示电路主要功能是当信号模拟器脱离PC机独立工作时，通过键盘输入命令和数据，并在LED显示屏上观察输入的命令和数据是否正确，并可以在接收时能察看接收到的数据，以判断接收到的数据正确与否；此外，它还可以实时显示电源的状态和电池的电量等信息。电源管理主要是对供电源头进行排序

7、和自动选择，同时监控电池的电量信息，并把这些信息传送给FPGA核心控制电路。RS232/422信号电平转换电路主要功能则是把TTL或CMOS电平转换成符合要求电平传送出去，或者把接收到的RS232或RS422标准的信号电平转换成TTL或COMS电平，同时在不工作时使这些电路处于睡眠状态，以降低功耗。FPGA核心控制电路是本硬件系统的核心，它对以上部分的电路系统进行统一管理，监控所有电路的工作状态，并随接收来自这些电路的数据信息，根据这些信息做出不同的处理，如果需要的话，并把部分结果在LED显示屏或者上位计

8、算机屏幕上显示出来，供操纵者参考。本信号仿真器的硬件系统电路原理框图如图1所示。10图1硬件系统电路原理框图2主要电路模块设计2.1USB接口电路模块设计USB（UniversalSerialBus，（计算机）通用串行总线）是计算机和外围设备连接的最常用，也是最方便的总线接口，它支持热插拔和即插即用，应用灵活，易于升级，全速率传输可达12Mb/s，而高速传输达480Mb/s，并且它同时可以向外围设备提供耗电电流不大于500mA