基于BU65170与单片机系统的RT设计与实现

1 引言：

1553B总线是一种时分制指令响应型串行多路数据传输总线，它最早应用于70年代末美国军用飞机的航电系统中并取得了成功，因其具有一般数据总线所无法比拟的高可靠性和实时性，在很多重要的科技领域都得到了广泛应用。在我国，近年来1553B总线也广泛应用于航空航天电子设备、地面车辆系统、舰艇系统等不同的军事平台上以及一些民用设备中。本文在所研制的某人造卫星有效载荷测控系统中，基于星上数据管理系统所采用的1553B总线，选用了专门用于 RT模式的总线协议芯片BU65170，设计了BU65170与单片机控制器的硬件接口，编制了BU65170的初始化和控制软件，最终实现了有效载荷对星上数据管理系统所发的内部指令、数据注入以及广播时间码的接收，同时将有效载荷测量数据打包传输到1553B总线上。

2BU65170芯片介绍

BU65170是DDC公司的第五代1553产品，它构成了MCU处理器与1553B总线间的智能接口。BU65170的内部结构如图1所示。

图1 BU65170 内部结构图

如图1所示：BU65170可选择在12MHZ和16MHZ两种时钟频率下工作。芯片内部具有4K×16静态数据存储器以及17个功能寄存器。还集成了编码/解码器，双收发器和协议处理器，数据按一定的协议经编码/解码器处理，通过双收发器A/B来完成与1553B总线间的数据传递，数据的传输速度最大可达1Mbit/s。

协议控制器和存储管理器使BU65170具有许多增强型的功能：数据的传输可以选择在单消息、双缓冲、循环缓冲模式下进行。对这三种数传模式的灵活运用不但能保证指令和数据收发的实时性，还支持大量的数据低误码率的快速传输；提供对消息的非法检测功能。对于来自总线上的消息，协议控制器根据非法指令表初始化的内容对其进行判断，响应合法的消息，对无用的消息加以非法屏蔽。这样可大大的提高系统的工作效率。

BU65170通过中断接口逻辑的控制可产生多种可屏蔽中断。芯片内部集成的中断控制寄存器和中断状态寄存器。中断控制寄存器用来允许或屏蔽不同类型中断，当有中断服务请求时，CPU可以通过查询中断状态寄存器来判断引发中断的消息类型，从而进行相应的控制操作。

BU65170与MCU接口简单，可应用于8位或16位单片机系统中，并有多种接口方式，故在测控系统的RT设计时得到广泛的应用。

3BU65170与单片机的硬件接口

图2给出了我们设计的BU65170作为接口芯片与单片机及星上1553B总线间的硬件接口示意图。

BU65170芯片的部分功能引脚介绍如下：

MSB/LSB：高低字节判定位；

POLARITY-SEL：在8位缓冲模式下，该脚为逻辑“0”时，MSB/LSB低电平时访问低字节，高电平时访问高字节；该脚为逻辑“1”时，MSB/LSB低电平时访问高字节，高电平时访问低字节；

TRIGGER-SEL：在8位缓冲模式下，TRIGGER-SEL表示一对字节的传输规则。该脚为逻辑“0”时，读、写传输顺序为先低字节后高字节；该脚为逻辑“1”时，读、写传输顺序为先高字节后低字节；

MEM/REG：寄存器和存储器选择位，低电平时访问寄存器，高电平时访问存储器；

ADDR-LAT：地址锁存，高电平时，读取地址，低电平时，锁存地址；

RD/WR：读写控制信号，高电平时，执行读操作，低电平时，执行写操作；

MSTCLR：复位端，接100ns负脉冲对芯片进行复位；

CLKIN：时钟信号输入端；

INT：中断请求信号，可程控选择脉冲触发和电平触发两种形式。脉冲触发：输出大于

500ns的负脉冲信号，触发中断服务请求；电平触发时：低电平触发中断服务请求。

如图2所示：为简化设计，节约线路板空间，本文BU65170采用与单片机相同的12M时钟输入。

BU65170芯片内部的寄存器和数据存储器读写时均是按16位操作的（每个寄存器占两个字节），而本文所应用的MCU是8位单片机，故对高低字节的操作采取分时读写的模式。先操作低字节，后操作高字节。为了软件设计时寻址简单，将BU65170的MSB/LSB引脚连接到单片机的地址线的最低位 P0.0上。这样单片机可以很方便的读写BU65170内部寄存器或SRAM地址单元的高低字节。

当有通讯事件到来时，BU65170的 脚会产生一个中断信号。将该信号送给单片机的外部中断0，并设置相应的软件中断优先级，这样就能保证通讯事件能够及时被单片机获知并做相关处理。

由于单片机对BU65170片内16位数据的高低字节采用分时读写的操作，故其高字节数据线D8-D15和低字节数据线D0-D7均直接连接到单片机的数据总线P0口上。为保证通讯时的电流输出，在P0口与两数据线间使用了总线驱动芯片74LS244。

BU-65170另一端是通过耦合变压器连接到1553B总线上的，其中A总线和B总线连接方式相同。变压器选用的是美国DDC公司生产的B-306