本文關(guān)鍵詞：基于ARINC429總線技術(shù)的機(jī)載航電設(shè)備故障檢測(cè)平臺(tái)設(shè)計(jì)

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【摘要】：ARINC429,總線全稱是Mark 33數(shù)字信息傳輸系統(tǒng)(DigitalInformation Trans fer System,簡(jiǎn)稱DITS),是由美國(guó)航空無(wú)線電公司(Aeronautical Radio Inc簡(jiǎn)稱ARINC)在1977年制定頒布的機(jī)載總線標(biāo)準(zhǔn)。該總線被廣泛應(yīng)用于民用航空領(lǐng)域,有效的簡(jiǎn)化了飛機(jī)中各個(gè)設(shè)備間的互連,提高了航空系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸率和可靠性,減輕了互連線纜所占用的有效載荷。自其公布以來(lái),因其優(yōu)越的性能,很快被世界各國(guó)應(yīng)用于民用航空領(lǐng)域。作為應(yīng)用最為廣泛的航空數(shù)據(jù)總線之一,其發(fā)揮的作用也越來(lái)越突出,可見(jiàn)對(duì)ARINC429總線的研究仍然具有必要性。目前,國(guó)內(nèi)外大多數(shù)民用飛機(jī)航電通信系統(tǒng)都采用ARINC429總線進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)通訊。由于該數(shù)據(jù)總線是一種被廣泛應(yīng)用于民用飛機(jī)上的數(shù)據(jù)傳輸格式,所以在大多數(shù)現(xiàn)役民用飛機(jī)上機(jī)載電子設(shè)備的維護(hù)和排故工作中,經(jīng)常需要傳輸各種以ARINC429格式傳遞的信號(hào)。雖然各機(jī)載電子設(shè)備生產(chǎn)廠家都隨機(jī)配有各種專用檢測(cè)儀,但是這些檢測(cè)儀針對(duì)性強(qiáng),多為專用型設(shè)備。所以要想在眾多的429總線聯(lián)網(wǎng)的機(jī)載電子設(shè)備中快速、準(zhǔn)確的鎖定故障點(diǎn)查明故障對(duì)于檢修人員來(lái)說(shuō)并不是一件容易的事情。為了能夠讓檢修人員快速查找出故障點(diǎn),打破國(guó)外產(chǎn)品的技術(shù)壟斷以及價(jià)格偏高的問(wèn)題,設(shè)計(jì)一個(gè)基于ARINC429總線技術(shù)的故障檢測(cè)平臺(tái)具有很大的實(shí)用價(jià)值,將使機(jī)載設(shè)備的測(cè)試過(guò)程大大簡(jiǎn)化,對(duì)促進(jìn)我國(guó)航空產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有極其重大的意義。本文研究的目的是研制一個(gè)以ARINC429總線為數(shù)據(jù)接口,以PC主機(jī)為操作界面的針對(duì)機(jī)載設(shè)備的故障檢測(cè)平臺(tái)系統(tǒng),用它來(lái)完成對(duì)機(jī)載電子設(shè)備的測(cè)試、排故及分析。該檢測(cè)平臺(tái)設(shè)計(jì)的核心部分是ARINC429總線檢測(cè)儀的設(shè)計(jì)。該檢測(cè)儀通過(guò)與429總線的掛接,可以接收機(jī)載電子設(shè)備429總線信息,監(jiān)控總線的工作狀態(tài)。此外,還可以向總線發(fā)送特定的數(shù)據(jù),模擬機(jī)載設(shè)備的某種工作狀態(tài),并根據(jù)其總線數(shù)據(jù)進(jìn)行故障分析。本文在寫作之前參閱了大量的國(guó)內(nèi)外關(guān)于ARINC429總線的資料,鑒于目前國(guó)內(nèi)外ARINC429總線檢測(cè)儀測(cè)試系統(tǒng)復(fù)雜、結(jié)構(gòu)體積大、價(jià)格昂貴,在對(duì)ARINC429總線協(xié)議和相關(guān)設(shè)計(jì)思想進(jìn)行深入研究的基礎(chǔ)上,獨(dú)立設(shè)計(jì)了一個(gè)基于ARINC429總線技術(shù)的機(jī)載航電設(shè)備故障檢測(cè)平臺(tái)的解決方案。系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要包含硬件和軟件設(shè)計(jì)兩部分,系統(tǒng)硬件電路由三部分組成分別是：USB總線接口電路、USB-ARINC429總線通信接口電路和ARINC429總線電平轉(zhuǎn)換電路。系統(tǒng)軟件部分包括：上位機(jī)應(yīng)用程序、USB驅(qū)動(dòng)程序、USB底層固件程序和下位機(jī)FPGA程序設(shè)計(jì)等四個(gè)方面。最后,為了驗(yàn)證設(shè)計(jì)的正確性,通過(guò)自行搭建的硬件平臺(tái)對(duì)系統(tǒng)的基本功能和性能進(jìn)行了調(diào)試及分析,經(jīng)測(cè)試表明該系統(tǒng)性能穩(wěn)定,具有良好的數(shù)據(jù)傳送能力,符合設(shè)計(jì)目標(biāo)且能滿足實(shí)際應(yīng)用需求。針對(duì)系統(tǒng)存在的不足之處進(jìn)行了總結(jié),并提出了下一步工作的目標(biāo)與方向。
【關(guān)鍵詞】：ARINC429總線 航電設(shè)備 故障檢測(cè)
【學(xué)位授予單位】：成都理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：V267
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第1章 引言10-14
• 1.1 選題依據(jù)和研究意義10-11
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-12
• 1.3 論文主要工作內(nèi)容12-13
• 1.4 論文結(jié)構(gòu)安排13-14
• 第2章 主要理論與技術(shù)研究14-21
• 2.1 ARINC429總線協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)14-16
• 2.1.1 ARINC429總線特點(diǎn)14
• 2.1.2 ARINC429總線數(shù)據(jù)字格式14-15
• 2.1.3 ARINC429總線電氣特性15-16
• 2.2 USB總線協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)16-21
• 2.2.1 USB總線特點(diǎn)16-17
• 2.2.2 USB數(shù)據(jù)傳輸17-18
• 2.2.3 USB事務(wù)處理18-19
• 2.2.4 USB設(shè)備開(kāi)發(fā)流程19-21
• 第3章 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案21-26
• 3.1 系統(tǒng)功能分析21
• 3.2 整體方案設(shè)計(jì)21-23
• 3.3 硬件系統(tǒng)總體架構(gòu)23-24
• 3.4 軟件系統(tǒng)總體架構(gòu)24-26
• 第4章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)26-42
• 4.1 USB總線接口電路設(shè)計(jì)26-30
• 4.1.1 USB接口芯片CY7C68013A26-27
• 4.1.2 USB接口模式選擇27
• 4.1.3 USB接口電路設(shè)計(jì)27-30
• 4.2 USB-ARINC429總線通信接口電路設(shè)計(jì)30-34
• 4.2.1 USB-ARINC429接口電路架構(gòu)圖30
• 4.2.2 Cyclone Ⅱ系列EP2C8Q208C型芯片30-31
• 4.2.3 FPGA邏輯電路設(shè)計(jì)31-34
• 4.3 ARINC429總線電平轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì)34-42
• 4.3.1 HS-3282協(xié)議轉(zhuǎn)換芯片35-36
• 4.3.2 HS-3282與HS-3182電路連接36-37
• 4.3.3 FPGA與HS-3282的電平轉(zhuǎn)換電路37-38
• 4.3.4 HS-3282數(shù)據(jù)接收和發(fā)送時(shí)序分析38-40
• 4.3.5 電平轉(zhuǎn)換的過(guò)程40-42
• 第5章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)42-62
• 5.1 基于NI-VISA的USB驅(qū)動(dòng)程序開(kāi)發(fā)42-44
• 5.1.1 USB驅(qū)動(dòng)安裝42-44
• 5.1.2 安裝結(jié)果顯示44
• 5.2 基于LabVIEW的上位機(jī)應(yīng)用程序設(shè)計(jì)44-49
• 5.2.1 LabVIEW測(cè)試界面44-45
• 5.2.2 上位機(jī)應(yīng)用程序流程45-46
• 5.2.3 LabVIEW主要程序設(shè)計(jì)46-48
• 5.2.4 可視化界面功能設(shè)計(jì)48-49
• 5.3 USB底層固件程序設(shè)計(jì)49-54
• 5.3.1 固件程序設(shè)計(jì)框架49-50
• 5.3.2 框架函數(shù)程序編寫50-51
• 5.3.3 固件程序結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)51-54
• 5.4 下位機(jī)FPGA程序設(shè)計(jì)54-62
• 5.4.1 USB總線接口通信模塊54-57
• 5.4.2 緩沖存儲(chǔ)器RAM模塊57-58
• 5.4.3 時(shí)鐘頻率產(chǎn)生模塊58-60
• 5.4.4 ARINC429總線接口控制模塊60-62
• 第6章 系統(tǒng)測(cè)試與分析62-65
• 6.1 檢測(cè)平臺(tái)自測(cè)試62
• 6.2 對(duì)接測(cè)試62-63
• 6.3 測(cè)試結(jié)果與結(jié)論63-65
• 結(jié)論65-66
• 致謝66-67
• 參考文獻(xiàn)67-69
• 攻讀學(xué)位期間取得學(xué)術(shù)成果69

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 王六順,劉文波,黨萬(wàn)勝,卞巨偉;基于DSP的ARINC429通信板的研制[J];電子技術(shù)應(yīng)用;2000年12期

2 何蘇勤;吳飛;;基于FPGA的ARINC429總線接收發(fā)送系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J];微電子學(xué);2007年02期

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本文編號(hào)：569999