通讯接口电路技术设计与可靠性验证流程概述

通讯接口电路技术设计与可靠性验证流程概述

0 引言

1 电路组成与工作原理

1．1 电路组成

根据通讯接口电路的主要功能，设计该电路的组成框图如图1所示。

1．2 电源电路

接线盒系统由一路28V直流电源供电，在此利用稳压芯片分别转换得到以下三路电源：

1．3 控制电路

通讯接口电路的控制单元MCU在进行数据处理时，除了需要根据综合处理机与接线盒接口控制协议对数字信号进行解析，还需要完成对干缆高度数据信号的D／A转换，要求高度分辨率小于0．1m。

由于DAC12输出的直流电压模拟量的范围为0～2．5V，而飞控系统和悬停器要求的电压输入范围为0～12V，因此需要对DAC12的输出电压进行比例放大，增益系数计算如下：G=Int（12／2．5）=5。同时，由于电压放大的缘故，在飞控系统的输入端，电压分辨率相应降至2．4×5= 12mV。此外，已知电压与干缆高度之间的比例关系为80mV／m，据此计算出高度分辨率为12／80=0．15（mV／m），满足小于0．2m的设计要求。

1．4 电气匹配

2 通讯协议

为保证综合处理机、接口电路MCU和与发控系统之间能有效、可靠地进行通信，我们对数据的格式、顺序和速率，数据传输的确认和接收，差错检测，重传控制和询问等操作做出了约定，形成了通讯协议。

2．1 综合处理机与接线盒通讯标准

2．2 综合处理机与接线盒的数据包格式

综合处理机向接线盒发送固定格式、固定数据周期的数据包，数据内容包括目标信息、干缆高度、声纳有效标识和状态查询命令标识。当接线盒接收到的数据包状态查询命令标识为有效时，接线盒向综合处理机发回状态信息数据。

2．3 接线盒与发控系统通讯数据协议

国内普及的MSP4307开发软件种类不多，我们以用户相对较多的IAR EW430作为开发环境。主函数流程图如图3所示，其中GO信号是一路标志信号，当单片机指定的GO信号引脚置高时，即向发控系统确认前级电路工作正常。

子函数的功能分为初始化、延时、串口接收中断、定时中断、数据处理等，其中数据处理的过程相对复杂，包括根据协议对发控系统目标数据进行编码，生成25位数据块，此外还要启动DA，发送干缆高度数据等等，数据处理流程图如图4所示。

4 电磁兼容性设计

电磁兼容性设计的关键技术是对电磁干扰源的研究，除了从电磁干扰源产生的机理着手降低其生产电磁噪声的电平外，还需广泛应用屏蔽、滤波和接地技术。

滤波是在频域上处理电磁噪声的技术，为电磁噪声提供一低阻抗的通路，以达到抑制电磁干扰的目的。例如，电源滤波器对50Hz的电源频率呈现高阻抗，而对电磁噪声频谱呈现低阻抗。

5 小结

文章设计的通讯接口电路已经顺利通过了联调试验，其技术指标满足设计要求，有效性和可靠性得到了验证。其设计方法具有较强的实用性和参考应用价值。

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