飛控計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)模擬器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

李文華　羅霄　張樂(lè)

摘 要： 為了更好的檢查飛控采集器的動(dòng)態(tài)采集能力，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一種便攜式飛控計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)模擬器，具有體積小、重量輕、可靠性高、不需要外接電源等優(yōu)點(diǎn)。首先說(shuō)明了該模擬器的實(shí)現(xiàn)方案和系統(tǒng)組成，然后詳細(xì)闡述了各個(gè)組成模塊的工作原理，該模擬器已應(yīng)用在實(shí)際的數(shù)據(jù)調(diào)試、檢查以及故障排除工作中，能夠提高工作效率，并且穩(wěn)定性好。

關(guān)鍵字： 飛控計(jì)算機(jī)； 模擬器； MCU控制器； 1553編碼器

中圖分類號(hào)： TN914?34 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1004?373X（2014）11?0104?03

Abstract：In order to check the dynamic acquisition ability of flight?control collector， a portable data simulator for flight?control computer was designed. It has the advantages of small volvme， light weight and high reliability， and does not need any external power supply. The implementation scheme and system composition of the simulator are illustrated. The working principle of each module is expounded in detail. The simulator has been applied to the actual data debugging， check and troubleshooting. It has improved the work efficiency， and has high stability.

Keywords： flight?control computer； simulator； MCU Controller； 1553 coder

0 引 言

飛控計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)模擬器具有體積小、功能全、涉及的知識(shí)面廣、應(yīng)用范圍寬的特點(diǎn)。數(shù)據(jù)模擬器由模擬器外設(shè)和應(yīng)用軟件兩部分組成，應(yīng)用軟件安裝在計(jì)算機(jī)上，通過(guò)計(jì)算機(jī)的USB口和模擬器外設(shè)連接，輸出A、B、C、D四冗余通道數(shù)據(jù)，分別模擬四臺(tái)飛控計(jì)算機(jī)的1553B總線輸出信號(hào)。每個(gè)通道的四個(gè)表號(hào)數(shù)據(jù)內(nèi)容都可以通過(guò)軟件任意設(shè)置，另外為了更好的檢查飛控采集器的動(dòng)態(tài)采集能力，在模擬的數(shù)據(jù)信號(hào)中設(shè)有“系統(tǒng)計(jì)數(shù)字”方便飛控采集器的動(dòng)態(tài)采集性能檢查。

1 設(shè)計(jì)方案

飛控計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)模擬器由模擬器外設(shè)和計(jì)算機(jī)兩部分組成，其中計(jì)算機(jī)主要完成參數(shù)設(shè)置、下載和各通道運(yùn)行狀態(tài)控制以及運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控，模擬器外設(shè)主要功能是接收計(jì)算機(jī)發(fā)送過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成所需的1553B編碼格式進(jìn)行循環(huán)輸出。如圖1所示。

選取這種方案的原因是這種方案可以借用原有的外場(chǎng)檢查設(shè)備（即筆記本電腦），在不增加設(shè)備的情況下，做到體積小，重量輕，不需要外接電源（直接由筆記本電腦的USB接口供電）。

2 工作原理及功能實(shí)現(xiàn)

2.1 系統(tǒng)組成

飛控計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)模擬器系統(tǒng)框圖如圖2所示。

由圖2可以看出，在上位計(jì)算機(jī)中主要要完成人機(jī)交互界面、底層驅(qū)動(dòng)程序兩部分工作。在下位機(jī)模擬器外設(shè)中主要完成單片機(jī)固件程序、模擬器外設(shè)硬件兩部分工作。

2.2 模塊介紹

2.2.1 人機(jī)交互界面

人機(jī)交互界面程序是為了使用戶在Windows XP中方便的實(shí)現(xiàn)飛控參數(shù)的設(shè)置、下載等功能，使用C++ Builder語(yǔ)言來(lái)實(shí)現(xiàn)，主界面效果圖如圖3所示。

2.2.2 底層驅(qū)動(dòng)程序

底層驅(qū)動(dòng)程序是通過(guò)現(xiàn)有的動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)實(shí)現(xiàn)，直接調(diào)用即可。

2.2.3 單片機(jī)固件程序

單片機(jī)固件程序是使用KeilC軟件編程實(shí)現(xiàn)的，模擬器固件程序主要分為主模塊程序、USB通信子程序、中斷子程序三部分。其中主模塊流程圖如圖4所示。

板卡初始化包括晶振時(shí)鐘初始化、端口初始化、FLASH存儲(chǔ)器初始化、地址指針初始化、輸出位速率初始化。

USB初始化包括廠商信息字符定義、USB狀態(tài)變量初始化、USB信息變量初始化、USB傳遞數(shù)據(jù)緩沖區(qū)指針初始化。

定時(shí)中斷初始化進(jìn)行定時(shí)器時(shí)鐘初始化，設(shè)置15 ms定時(shí)中斷控制塊速率。

USB中斷：當(dāng)計(jì)算機(jī)發(fā)送USB指令時(shí)，產(chǎn)生USB中斷，根據(jù)USB狀態(tài)機(jī)選擇進(jìn)行不同的響應(yīng)，在USB接收狀態(tài)建立、文件接收狀態(tài)、應(yīng)答狀態(tài)建立、文件發(fā)送狀態(tài)等狀態(tài)間進(jìn)行切換，完成USB文件收發(fā)或命令解釋執(zhí)行。USB主要狀態(tài)描述如圖5所示。

定時(shí)器中斷：完成塊速率輸出，當(dāng)輸出允許時(shí)，每15 ms輸出一個(gè)塊。從FLASH中取出256個(gè)數(shù)據(jù)，放入輸出緩沖區(qū)，根據(jù)位速率將數(shù)據(jù)發(fā)送到輸出信號(hào)線上。

2.2.4 模擬器外設(shè)硬件

在MCU控制下，計(jì)算機(jī)通過(guò)USB接口將設(shè)置好的數(shù)據(jù)及配置信息，下載到FLASH數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中，下載完成后，同時(shí)MCU根據(jù)配置信息，配置發(fā)送表號(hào)數(shù)據(jù)和通道數(shù)據(jù)。在啟動(dòng)數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)，MCU控制器將數(shù)據(jù)讀入RAM中，并將16位并行數(shù)據(jù)發(fā)送到并/串轉(zhuǎn)換電路。

在模擬器發(fā)送狀態(tài)下，會(huì)定時(shí)返回發(fā)送的幀數(shù)信息，用戶可在應(yīng)用軟件的操作界面中清楚的觀察到模擬器外設(shè)的工作狀態(tài)。

在模擬器發(fā)送狀態(tài)下，用戶可以通過(guò)USB總線控制輸出驅(qū)動(dòng)允許和禁止數(shù)據(jù)輸出，從而模擬實(shí)際使用中信號(hào)的不正常狀態(tài)。

FLASH存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)如圖7所示。

并/串轉(zhuǎn)換就是將MCU輸出的16位并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成串行數(shù)據(jù)輸出到1553編碼器。

1553編碼器的主要功能是將輸入的16位串行數(shù)據(jù)編碼成格式要求的曼徹斯特Ⅱ型碼進(jìn)行輸出，曼徹斯特Ⅱ型碼由20位構(gòu)成如圖8所示。

驅(qū)動(dòng)輸出電路是將1553編碼器輸出的1路串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成4路RS 422電平驅(qū)動(dòng)輸出，分別模擬飛控計(jì)算機(jī)的A、B、C、D四個(gè)通道，另外，四個(gè)通道可以通過(guò)MCU獨(dú)立來(lái)控制輸出和禁止，用于模擬故障狀態(tài)。

3 結(jié) 語(yǔ)

目前飛控計(jì)算機(jī)模擬器已成功應(yīng)用于某采集器的調(diào)試、檢查以及故障排除，使用十分方便，并得到了用戶的認(rèn)可。同時(shí)這種模擬器設(shè)計(jì)的方案還可延伸到其他模擬器的設(shè)計(jì)當(dāng)中去，具有廣闊的開發(fā)前景。

參考文獻(xiàn)

[1] 李全利.單片機(jī)原理及接口技術(shù)[M].2版.北京：高等教育出版社，2009.

[2] 白延敏.51單片機(jī)典型系統(tǒng)開發(fā)實(shí)例精講[M].北京：電子工業(yè)出版社，2009.

[3] 彭偉.單片機(jī)C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)100例[M].北京：電子工業(yè)出版社，2009.

[4] 楊凱.MIL?STD?1553B總線曼徹斯特碼編碼器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].成都：四川大學(xué)，2006.

[5] 羅中偉，張遂南，徐嘉良.PCI總線數(shù)據(jù)模擬器設(shè)計(jì)[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2012，35（20）：67?70.

[6] 李厚春，張小林.小型無(wú)人機(jī)飛控計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2012，35（2）：100?101.

摘 要： 為了更好的檢查飛控采集器的動(dòng)態(tài)采集能力，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一種便攜式飛控計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)模擬器，具有體積小、重量輕、可靠性高、不需要外接電源等優(yōu)點(diǎn)。首先說(shuō)明了該模擬器的實(shí)現(xiàn)方案和系統(tǒng)組成，然后詳細(xì)闡述了各個(gè)組成模塊的工作原理，該模擬器已應(yīng)用在實(shí)際的數(shù)據(jù)調(diào)試、檢查以及故障排除工作中，能夠提高工作效率，并且穩(wěn)定性好。

關(guān)鍵字： 飛控計(jì)算機(jī)； 模擬器； MCU控制器； 1553編碼器

中圖分類號(hào)： TN914?34 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1004?373X（2014）11?0104?03

Abstract：In order to check the dynamic acquisition ability of flight?control collector， a portable data simulator for flight?control computer was designed. It has the advantages of small volvme， light weight and high reliability， and does not need any external power supply. The implementation scheme and system composition of the simulator are illustrated. The working principle of each module is expounded in detail. The simulator has been applied to the actual data debugging， check and troubleshooting. It has improved the work efficiency， and has high stability.

Keywords： flight?control computer； simulator； MCU Controller； 1553 coder

0 引 言

飛控計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)模擬器具有體積小、功能全、涉及的知識(shí)面廣、應(yīng)用范圍寬的特點(diǎn)。數(shù)據(jù)模擬器由模擬器外設(shè)和應(yīng)用軟件兩部分組成，應(yīng)用軟件安裝在計(jì)算機(jī)上，通過(guò)計(jì)算機(jī)的USB口和模擬器外設(shè)連接，輸出A、B、C、D四冗余通道數(shù)據(jù)，分別模擬四臺(tái)飛控計(jì)算機(jī)的1553B總線輸出信號(hào)。每個(gè)通道的四個(gè)表號(hào)數(shù)據(jù)內(nèi)容都可以通過(guò)軟件任意設(shè)置，另外為了更好的檢查飛控采集器的動(dòng)態(tài)采集能力，在模擬的數(shù)據(jù)信號(hào)中設(shè)有“系統(tǒng)計(jì)數(shù)字”方便飛控采集器的動(dòng)態(tài)采集性能檢查。

1 設(shè)計(jì)方案

飛控計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)模擬器由模擬器外設(shè)和計(jì)算機(jī)兩部分組成，其中計(jì)算機(jī)主要完成參數(shù)設(shè)置、下載和各通道運(yùn)行狀態(tài)控制以及運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控，模擬器外設(shè)主要功能是接收計(jì)算機(jī)發(fā)送過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成所需的1553B編碼格式進(jìn)行循環(huán)輸出。如圖1所示。

選取這種方案的原因是這種方案可以借用原有的外場(chǎng)檢查設(shè)備（即筆記本電腦），在不增加設(shè)備的情況下，做到體積小，重量輕，不需要外接電源（直接由筆記本電腦的USB接口供電）。

2 工作原理及功能實(shí)現(xiàn)

2.1 系統(tǒng)組成

飛控計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)模擬器系統(tǒng)框圖如圖2所示。

由圖2可以看出，在上位計(jì)算機(jī)中主要要完成人機(jī)交互界面、底層驅(qū)動(dòng)程序兩部分工作。在下位機(jī)模擬器外設(shè)中主要完成單片機(jī)固件程序、模擬器外設(shè)硬件兩部分工作。

2.2 模塊介紹

2.2.1 人機(jī)交互界面

人機(jī)交互界面程序是為了使用戶在Windows XP中方便的實(shí)現(xiàn)飛控參數(shù)的設(shè)置、下載等功能，使用C++ Builder語(yǔ)言來(lái)實(shí)現(xiàn)，主界面效果圖如圖3所示。

2.2.2 底層驅(qū)動(dòng)程序

底層驅(qū)動(dòng)程序是通過(guò)現(xiàn)有的動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)實(shí)現(xiàn)，直接調(diào)用即可。

2.2.3 單片機(jī)固件程序

單片機(jī)固件程序是使用KeilC軟件編程實(shí)現(xiàn)的，模擬器固件程序主要分為主模塊程序、USB通信子程序、中斷子程序三部分。其中主模塊流程圖如圖4所示。

板卡初始化包括晶振時(shí)鐘初始化、端口初始化、FLASH存儲(chǔ)器初始化、地址指針初始化、輸出位速率初始化。

USB初始化包括廠商信息字符定義、USB狀態(tài)變量初始化、USB信息變量初始化、USB傳遞數(shù)據(jù)緩沖區(qū)指針初始化。

定時(shí)中斷初始化進(jìn)行定時(shí)器時(shí)鐘初始化，設(shè)置15 ms定時(shí)中斷控制塊速率。

USB中斷：當(dāng)計(jì)算機(jī)發(fā)送USB指令時(shí)，產(chǎn)生USB中斷，根據(jù)USB狀態(tài)機(jī)選擇進(jìn)行不同的響應(yīng)，在USB接收狀態(tài)建立、文件接收狀態(tài)、應(yīng)答狀態(tài)建立、文件發(fā)送狀態(tài)等狀態(tài)間進(jìn)行切換，完成USB文件收發(fā)或命令解釋執(zhí)行。USB主要狀態(tài)描述如圖5所示。

定時(shí)器中斷：完成塊速率輸出，當(dāng)輸出允許時(shí)，每15 ms輸出一個(gè)塊。從FLASH中取出256個(gè)數(shù)據(jù)，放入輸出緩沖區(qū)，根據(jù)位速率將數(shù)據(jù)發(fā)送到輸出信號(hào)線上。

2.2.4 模擬器外設(shè)硬件

在MCU控制下，計(jì)算機(jī)通過(guò)USB接口將設(shè)置好的數(shù)據(jù)及配置信息，下載到FLASH數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中，下載完成后，同時(shí)MCU根據(jù)配置信息，配置發(fā)送表號(hào)數(shù)據(jù)和通道數(shù)據(jù)。在啟動(dòng)數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)，MCU控制器將數(shù)據(jù)讀入RAM中，并將16位并行數(shù)據(jù)發(fā)送到并/串轉(zhuǎn)換電路。

在模擬器發(fā)送狀態(tài)下，會(huì)定時(shí)返回發(fā)送的幀數(shù)信息，用戶可在應(yīng)用軟件的操作界面中清楚的觀察到模擬器外設(shè)的工作狀態(tài)。

在模擬器發(fā)送狀態(tài)下，用戶可以通過(guò)USB總線控制輸出驅(qū)動(dòng)允許和禁止數(shù)據(jù)輸出，從而模擬實(shí)際使用中信號(hào)的不正常狀態(tài)。

FLASH存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)如圖7所示。

并/串轉(zhuǎn)換就是將MCU輸出的16位并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成串行數(shù)據(jù)輸出到1553編碼器。

1553編碼器的主要功能是將輸入的16位串行數(shù)據(jù)編碼成格式要求的曼徹斯特Ⅱ型碼進(jìn)行輸出，曼徹斯特Ⅱ型碼由20位構(gòu)成如圖8所示。

驅(qū)動(dòng)輸出電路是將1553編碼器輸出的1路串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成4路RS 422電平驅(qū)動(dòng)輸出，分別模擬飛控計(jì)算機(jī)的A、B、C、D四個(gè)通道，另外，四個(gè)通道可以通過(guò)MCU獨(dú)立來(lái)控制輸出和禁止，用于模擬故障狀態(tài)。

3 結(jié) 語(yǔ)

目前飛控計(jì)算機(jī)模擬器已成功應(yīng)用于某采集器的調(diào)試、檢查以及故障排除，使用十分方便，并得到了用戶的認(rèn)可。同時(shí)這種模擬器設(shè)計(jì)的方案還可延伸到其他模擬器的設(shè)計(jì)當(dāng)中去，具有廣闊的開發(fā)前景。

參考文獻(xiàn)

[1] 李全利.單片機(jī)原理及接口技術(shù)[M].2版.北京：高等教育出版社，2009.

[2] 白延敏.51單片機(jī)典型系統(tǒng)開發(fā)實(shí)例精講[M].北京：電子工業(yè)出版社，2009.

[3] 彭偉.單片機(jī)C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)100例[M].北京：電子工業(yè)出版社，2009.

[4] 楊凱.MIL?STD?1553B總線曼徹斯特碼編碼器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].成都：四川大學(xué)，2006.

[5] 羅中偉，張遂南，徐嘉良.PCI總線數(shù)據(jù)模擬器設(shè)計(jì)[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2012，35（20）：67?70.

[6] 李厚春，張小林.小型無(wú)人機(jī)飛控計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2012，35（2）：100?101.

摘 要： 為了更好的檢查飛控采集器的動(dòng)態(tài)采集能力，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一種便攜式飛控計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)模擬器，具有體積小、重量輕、可靠性高、不需要外接電源等優(yōu)點(diǎn)。首先說(shuō)明了該模擬器的實(shí)現(xiàn)方案和系統(tǒng)組成，然后詳細(xì)闡述了各個(gè)組成模塊的工作原理，該模擬器已應(yīng)用在實(shí)際的數(shù)據(jù)調(diào)試、檢查以及故障排除工作中，能夠提高工作效率，并且穩(wěn)定性好。

關(guān)鍵字： 飛控計(jì)算機(jī)； 模擬器； MCU控制器； 1553編碼器

中圖分類號(hào)： TN914?34 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1004?373X（2014）11?0104?03

Abstract：In order to check the dynamic acquisition ability of flight?control collector， a portable data simulator for flight?control computer was designed. It has the advantages of small volvme， light weight and high reliability， and does not need any external power supply. The implementation scheme and system composition of the simulator are illustrated. The working principle of each module is expounded in detail. The simulator has been applied to the actual data debugging， check and troubleshooting. It has improved the work efficiency， and has high stability.

Keywords： flight?control computer； simulator； MCU Controller； 1553 coder

0 引 言

飛控計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)模擬器具有體積小、功能全、涉及的知識(shí)面廣、應(yīng)用范圍寬的特點(diǎn)。數(shù)據(jù)模擬器由模擬器外設(shè)和應(yīng)用軟件兩部分組成，應(yīng)用軟件安裝在計(jì)算機(jī)上，通過(guò)計(jì)算機(jī)的USB口和模擬器外設(shè)連接，輸出A、B、C、D四冗余通道數(shù)據(jù)，分別模擬四臺(tái)飛控計(jì)算機(jī)的1553B總線輸出信號(hào)。每個(gè)通道的四個(gè)表號(hào)數(shù)據(jù)內(nèi)容都可以通過(guò)軟件任意設(shè)置，另外為了更好的檢查飛控采集器的動(dòng)態(tài)采集能力，在模擬的數(shù)據(jù)信號(hào)中設(shè)有“系統(tǒng)計(jì)數(shù)字”方便飛控采集器的動(dòng)態(tài)采集性能檢查。

1 設(shè)計(jì)方案

飛控計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)模擬器由模擬器外設(shè)和計(jì)算機(jī)兩部分組成，其中計(jì)算機(jī)主要完成參數(shù)設(shè)置、下載和各通道運(yùn)行狀態(tài)控制以及運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控，模擬器外設(shè)主要功能是接收計(jì)算機(jī)發(fā)送過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成所需的1553B編碼格式進(jìn)行循環(huán)輸出。如圖1所示。

選取這種方案的原因是這種方案可以借用原有的外場(chǎng)檢查設(shè)備（即筆記本電腦），在不增加設(shè)備的情況下，做到體積小，重量輕，不需要外接電源（直接由筆記本電腦的USB接口供電）。

2 工作原理及功能實(shí)現(xiàn)

2.1 系統(tǒng)組成

飛控計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)模擬器系統(tǒng)框圖如圖2所示。

由圖2可以看出，在上位計(jì)算機(jī)中主要要完成人機(jī)交互界面、底層驅(qū)動(dòng)程序兩部分工作。在下位機(jī)模擬器外設(shè)中主要完成單片機(jī)固件程序、模擬器外設(shè)硬件兩部分工作。

2.2 模塊介紹

2.2.1 人機(jī)交互界面

人機(jī)交互界面程序是為了使用戶在Windows XP中方便的實(shí)現(xiàn)飛控參數(shù)的設(shè)置、下載等功能，使用C++ Builder語(yǔ)言來(lái)實(shí)現(xiàn)，主界面效果圖如圖3所示。

2.2.2 底層驅(qū)動(dòng)程序

底層驅(qū)動(dòng)程序是通過(guò)現(xiàn)有的動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)實(shí)現(xiàn)，直接調(diào)用即可。

2.2.3 單片機(jī)固件程序

單片機(jī)固件程序是使用KeilC軟件編程實(shí)現(xiàn)的，模擬器固件程序主要分為主模塊程序、USB通信子程序、中斷子程序三部分。其中主模塊流程圖如圖4所示。

板卡初始化包括晶振時(shí)鐘初始化、端口初始化、FLASH存儲(chǔ)器初始化、地址指針初始化、輸出位速率初始化。

USB初始化包括廠商信息字符定義、USB狀態(tài)變量初始化、USB信息變量初始化、USB傳遞數(shù)據(jù)緩沖區(qū)指針初始化。

定時(shí)中斷初始化進(jìn)行定時(shí)器時(shí)鐘初始化，設(shè)置15 ms定時(shí)中斷控制塊速率。

USB中斷：當(dāng)計(jì)算機(jī)發(fā)送USB指令時(shí)，產(chǎn)生USB中斷，根據(jù)USB狀態(tài)機(jī)選擇進(jìn)行不同的響應(yīng)，在USB接收狀態(tài)建立、文件接收狀態(tài)、應(yīng)答狀態(tài)建立、文件發(fā)送狀態(tài)等狀態(tài)間進(jìn)行切換，完成USB文件收發(fā)或命令解釋執(zhí)行。USB主要狀態(tài)描述如圖5所示。

定時(shí)器中斷：完成塊速率輸出，當(dāng)輸出允許時(shí)，每15 ms輸出一個(gè)塊。從FLASH中取出256個(gè)數(shù)據(jù)，放入輸出緩沖區(qū)，根據(jù)位速率將數(shù)據(jù)發(fā)送到輸出信號(hào)線上。

2.2.4 模擬器外設(shè)硬件

在MCU控制下，計(jì)算機(jī)通過(guò)USB接口將設(shè)置好的數(shù)據(jù)及配置信息，下載到FLASH數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中，下載完成后，同時(shí)MCU根據(jù)配置信息，配置發(fā)送表號(hào)數(shù)據(jù)和通道數(shù)據(jù)。在啟動(dòng)數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)，MCU控制器將數(shù)據(jù)讀入RAM中，并將16位并行數(shù)據(jù)發(fā)送到并/串轉(zhuǎn)換電路。

在模擬器發(fā)送狀態(tài)下，會(huì)定時(shí)返回發(fā)送的幀數(shù)信息，用戶可在應(yīng)用軟件的操作界面中清楚的觀察到模擬器外設(shè)的工作狀態(tài)。

在模擬器發(fā)送狀態(tài)下，用戶可以通過(guò)USB總線控制輸出驅(qū)動(dòng)允許和禁止數(shù)據(jù)輸出，從而模擬實(shí)際使用中信號(hào)的不正常狀態(tài)。

FLASH存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)如圖7所示。

并/串轉(zhuǎn)換就是將MCU輸出的16位并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成串行數(shù)據(jù)輸出到1553編碼器。

1553編碼器的主要功能是將輸入的16位串行數(shù)據(jù)編碼成格式要求的曼徹斯特Ⅱ型碼進(jìn)行輸出，曼徹斯特Ⅱ型碼由20位構(gòu)成如圖8所示。

驅(qū)動(dòng)輸出電路是將1553編碼器輸出的1路串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成4路RS 422電平驅(qū)動(dòng)輸出，分別模擬飛控計(jì)算機(jī)的A、B、C、D四個(gè)通道，另外，四個(gè)通道可以通過(guò)MCU獨(dú)立來(lái)控制輸出和禁止，用于模擬故障狀態(tài)。

3 結(jié) 語(yǔ)

目前飛控計(jì)算機(jī)模擬器已成功應(yīng)用于某采集器的調(diào)試、檢查以及故障排除，使用十分方便，并得到了用戶的認(rèn)可。同時(shí)這種模擬器設(shè)計(jì)的方案還可延伸到其他模擬器的設(shè)計(jì)當(dāng)中去，具有廣闊的開發(fā)前景。

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