基于C8051F340的机载武器测控系统设计

统功耗要求。HS3282输出的429差分信号经HS3182驱动后，通过引脚Aout和Bout与武器系统进行429通信。

Ca和Cb根据429通信速率的高低外接不同的高精度电容。100 kB通信速率时为75 pF，低于14.5 kB通信速率时为300 pF。

单片机的串口使用TTL电平标准，它的逻辑1电平是5 V，逻辑0电平是0 V，而电脑串行口所使用的是RS232C的电平标准，它的逻辑1电平是-3～12 V，逻辑0电平是+3～+12 V。两者的电平范围相差很远，连接时需要用到电平转换电路。本文采用商用的MAX3232芯片组成电平转换电路，如图4所示。

MAX3232外接极性电容值均为0.1μF。MAX3232对两路TTL电平进行转换，本文使用了其中一路。T1IN接单片机串口发送，R1OUT接单片机串口接收引脚。T1OUT接电脑串口接收引脚，R1IN接电脑串口发送引脚。

3 测控系统软件设计

该测控系统的软件分为单片机固件程序和上位机程序2部分。

单片机固件程序实现单片机和接口芯片寄存器初始化配置、数据格式转换、接收和发送控制等功能。利用到了单片机的中断系统、通用I/O口、定时器和串口UART0。固件程序目的在于实现串口数据与429数据的转换、接收和发送，从而建立上位机程序与武器系统之间的通信。

上位机程序采用VB语言编写，通过RS-232串口与单片机通信。可发送测控命令给武器系统，同时能实时反馈武器系统的工作状态。

单片机固件程序，是测控系统软件设计的核心。其主要功能是将上位机命令转换为ARINC429格式数据，按照一定帧周期发送给武器系统，并能将武器系统反馈数据转换为RS232串口数据发送至上位机，从而能够实时监测武器系统工作状态。

初始配置，用于初始化单片机和HS3282相关寄存器，对IO口进行配置和定义。

根据硬件连接关系，为方便程序操作，对IO口做定义如下。

根据武器系统通信要求，配置ARINC429通信速率100 kb/s，32位有效数字，奇校验，并关闭自测功能。根据芯片手册说明，程序设计如下

时钟产生模块由单片机定时器实现，单片机定时器配置为50 ms一次中断，在中断服务程序中一次性发送8个32位的429数据，构成一个数据帧，从而实现50 ms的帧速率。

串并转换模块，对4个8位串口数据和32位ARINC429数据进行转换。单片机在接收到4个8位串口数据后，依次排列，按照从低位到高位的顺序，分两次输出到16个IO口，HS3282读取并口数据并储存在FIFO中，组成一个32位的ARINC429数据。429总线数据的接收采用中断方式，当DR1口为低电平时，触发外部中断服务程序，程序分两次对16个IO口进行读取后将数据储存在一个8位数据数组中，当数组元素达到32个时，完成一次429帧周期的数据读取，此时在外部中断程序中以查询发送的方式，将数据发送至上位机。

收发控制模块对发送和接收数据以及命令数据的改变进行合理时序安排，单片机未接收上位机命令时，以50 ms的帧周期，发送默认查询命令给武器系统，当收到1个帧周期的反馈数据后，将32位格式的ARINC数据分割为4个8位数据，通过UART0发送至上位机。当收到上位机命令时，进入串口中断，对命令数据进行解析后，改变相应的发送数据，以50 ms的帧周期发送操作命令给武器系统，得到系统操作反馈信息后通过串口发送至上位机。

串口通信模块，可实时接收武器系统反馈数据。机载武器系统处理的数据对象，往往不是以单个数据为单位的，而是一组长度固定的数据，其中每一个数据包含着不同的地址信息和数据信息。这里我们称这组数据为一个数据帧，单片机在收完一个数据帧的数据后才将数据反馈给上位机;上位机通过串口发送相应操作命令给单片机，单片机通过串口接收中断接受命令，改变发送的命令数据，从而对武器系统进行相关操作。

ARINC429标准数据与HS3282数据对应位关系如图6所示。

可以看出，ARINC429数据标号位与正常顺序正好相反，要先发送高位后发送低位。ARINC429数据的高3位要后移至8-10位，发送和读取相应32位的ARINC数据时，要对相应位的数据进行移位和反转操作。

单片机固件程序流程图如图7所示。

上位机程序，采用VB语言编写了人机交互界面，如图8所示。利用MSComm控件，建立PC机与单片机之间的串口通信。

发送命令时，上位机通过串口一次性发送32个8位数据给单片机，单片机将数据组合为8个32位的ARINC429数据，构成一个数据帧，在定时器的中断服务程序中，依次存入HS3282的FIFO中后，启动发送，可一次性发送8个429格式数据给武器系统。

接收武器系统反馈数据时，上位机程序通过检测不同的标志位，可分离出8个不同的429数据。根据HS3282的2个高低16位数据与标准ARIN C429数据位对应关系，解析出相关武器