摘要：詳細(xì)介紹了某測(cè)試系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線接口模塊中50kHz時(shí)基信號(hào)發(fā)生器、代字發(fā)送允許信號(hào)形成電路、32位單極性串行碼發(fā)送電路以及單／雙極性變換等電路的工作過程，給出了電路的具體連接圖，并簡單介紹了所用的元器件。同時(shí)給出了通過AT89C2051對(duì)50kHz時(shí)基信號(hào)進(jìn)行隔段取樣的部分程序源代碼和軟件實(shí)現(xiàn)方法。

關(guān)鍵詞：接口模塊； 串行碼； SG8002； MAX813L

分類號(hào)：TN919 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：1006-6977(2003)01-0062-03

在某測(cè)試系統(tǒng)的開發(fā)中，需要用數(shù)據(jù)總線來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)測(cè)試設(shè)備(Automatic Test Equipment，簡稱，ATE)和被測(cè)單元(Unit Under Test，簡稱UUT)之間的串行通信。實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)，筆者采用串行通信方式，以32位雙極性(±5V 歸零)串行碼(稱之為一個(gè)代字)向UUT分時(shí)發(fā)送控制指令和狀態(tài)信息，同時(shí)接收U-UT送出的代字信息。文中對(duì)該電路的設(shè)計(jì)原理和部分軟件程序的實(shí)現(xiàn)方法做了詳細(xì)地介紹。

1 50kHz時(shí)基信號(hào)發(fā)生器

由于在此測(cè)試系統(tǒng)中的通信均是以串行碼的形式進(jìn)行的，且數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾蕿?0kbps，因此，設(shè)計(jì)時(shí)，采用了如所示的550kHz時(shí)基信號(hào)發(fā)生器。

中，SG8002是日本EPSON公司生產(chǎn)的可編程晶體振蕩器，其頻率穩(wěn)定性為±100ppm／(在-20℃-+70℃范圍內(nèi))。該編程晶體振蕩器產(chǎn)生的1.2MHz脈沖信號(hào)經(jīng)54LSl07雙JK觸發(fā)器4分頻后可得到300kHz的方波。此方波輸出分兩路，一路經(jīng)54LSl07再次2分頻后形成150kHz信號(hào)CPl50，作為測(cè)試系統(tǒng)的自檢、外部檢定以及對(duì)該測(cè)試系統(tǒng)的測(cè)試擴(kuò)展；另一路則先經(jīng)4位移位寄存器54LS95后，再進(jìn)行6分頻，從而得到所需的50kHz時(shí)基信號(hào)CP50。

2 32位單極性串行碼發(fā)送電路

32位單極性串行碼發(fā)送電路的主要作用是將PC／104總線的數(shù)據(jù)端口D0-D7送出的串行TTL電平經(jīng)54LS595移位鎖存至54LS95移位寄存器的Di輸入口，然后在并行置入脈沖C2下降沿的作用下打入到Qi輸出口，在32個(gè)串行右移脈沖CP1下降沿的作用下形成所需的、含有特定意義的32位單極性雙通道串行碼NHΦ．CHl和NHΦ．CH2。具體的電路實(shí)現(xiàn)原理如所示。

3 代宇發(fā)送允許信號(hào)形成電路

該電路以AT89C2051微處理器為控制將50kHz時(shí)基信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生的時(shí)基信號(hào)CP50進(jìn)行隔段取樣，以形成54LS95所需的串行右移脈沖CPl、并行置入脈沖C2及工作方式控制信號(hào)M。其電路原理如所示。

中，MAX813L芯片用于組成AT89C2051微處理器的復(fù)位監(jiān)控電路，同時(shí)此芯片也可充當(dāng)"看門狗"(WatchDog)，以防止程序運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)"飛跑"現(xiàn)象。50kHz的時(shí)基信號(hào)經(jīng)過AT89C2051的隔段取樣例程后可形成滿足所示時(shí)序要求的采樣脈沖串CPl、C2及M。

下面是AT89C2051對(duì)50kHz時(shí)基信號(hào)的隔段取樣程序：

ORG 0000H

START： SETB P1.7

CLR P1.0

CLR P1.2

CLR p1.3 CPL P3.1

MOV R0，#00H

DELAY: MOV TMOD，#01H

SETB TR0

MOV A，#32H

DELAY1: MOVTHO，#0B1H

MOV TL0，#0EOH

DELAY2: JNB TF0，DELAY2

CLR TF0

CPL P3.1

DEC A

DJNE A,#00H，DELAY1

LOOP1: JNB P1.7，LOOPl

LOOP2: JB P1.7，LDOP2

INC R0

CJNE R0，#02H，LOOP3

SETB P1.2

LOOP3: JNB P1.7，LOOP3

SETB P1.3

LOOP4: JB Pl.7，LOOP4

CLR P1.3

INC R0

LOOP5: JNB Pl.7，LOOP5

LOOP6: JB P1.7，LOOP6

CLR P1.2

INC R0

SETB P1.0

LOOP7: JNB P1.7，LOOP7

LOOP8: P1.7，LOOP8

INC R0

CJNE R0，#24H，LOOP7

CLR P1.0

CPL P3.1

MOV R0，# 00H

SJMP LOOPl

4 單／雙極性變換電路

單／雙極性變換電路主要是由電平匹配器1、電平匹配器2、反相加法器以及功率放大器等4部分組成，具體的電路原理如所示。

該電路的基本工作原理是將32位單極性串行碼發(fā)送電路產(chǎn)生的雙通道互補(bǔ)對(duì)稱串行碼NHΦCH1和NHΦ．CH2信號(hào)送電子匹配器1和2進(jìn)行處理，以形成反相加法器所需的輸入信號(hào)Vol和V02，然后將Vol、V02以及補(bǔ)償電子信號(hào)Vr經(jīng)加法器線性疊加以得到雙極性串行碼"雙絞a"信號(hào)。由于"雙絞a"信號(hào)功率較小，不能直接驅(qū)動(dòng)被測(cè)設(shè)備的內(nèi)部電路，故需將其再進(jìn)行功率放大以滿足實(shí)際需要。

在中，電平匹配器、反相加法器均采用OPA689高高速集成運(yùn)放芯片，而功率放大器則采用大功率高頻功放芯片BUF634。

所示是單極性-雙極型串行碼的極性變換邏輯及時(shí)序關(guān)系。

　　[1]. AT89C2051 datasheet http://m.58mhw.cn/datasheet/AT89C2051_810086.html.

　　[2]. MAX813L datasheet http://m.58mhw.cn/datasheet/MAX813L_1019603.html.

　　[3]. TTL datasheet http://m.58mhw.cn/datasheet/TTL_1174409.html.

　　[4]. CPl datasheet http://m.58mhw.cn/datasheet/CPl_2043281.html.

　　[5]. OPA689 datasheet http://m.58mhw.cn/datasheet/OPA689_1056314.html.

　　[6]. BUF634 datasheet http://m.58mhw.cn/datasheet/BUF634_184510.html.

　　[7]. MAXIM  datasheet http://m.58mhw.cn/datasheet/MAXIM+_1062568.html.

　　[8]. 鄭玉墻，徐子聞。MAXIM 熱門集成電路使用手冊(cè)（一）。人民郵電出版社，1998

　　[2]. 崔功，等。航炮綜合控制設(shè)備自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)?；鹋诎l(fā)射與控制學(xué)報(bào)，2001（3）