基于USB接口的1553B总线通讯模块的制作方法

本发明属于计算机总线接口技术领域，具体地说该是基于USB接口的1553B总线通讯模块。

背景技术：

1553B总线最初由美国用于飞机航空电子系统，目前已广泛应用于美国和欧洲抗恶劣环境应用领域，在我国抗恶劣环境应用领域，也得到广泛应用。1553B总线能挂31个远程终端，1553B总线采用指令/响应型通信协议，它有三种终端类型：总线控制器(BC)、远程终端(RT)和总线监视器(BM)；信息格式有BC到RT、RT到BC、RT到RT、广播方式和系统控制方式；传输媒介为屏蔽双绞线，1553B总线耦合方式有直接耦合和变压器耦合；1553B总线为多冗余度总线型拓扑结构，具有双向传输特性，其传输速度为1Mbps传输方式为半双工方式，采用曼彻斯特码进行编码传输。

目前1553B通讯模块主要基于包括了PCI、PXI/CPCI、VXI、PC/104、PC/104+、PCMCIA等计算机系统总线开发的，很少基于USB总线开发的，同时模块配置的1553B的总线通讯存储容量往往是4K字。

技术实现要素：

本发明的目的在于可以利用USB热插拔方式构建1553B通讯节点或1553B通讯测试设备，提升1553B总线通讯系统安装、测试及维护效率，实现64K字的1553B通讯用数据空间，满足子节点多且通讯数据量大的1553B通讯节点应用需求，实现可以在线禁止作为1553B通讯节点的总线通讯，方便重新组建总线系统，实现1553B总线的直接耦合或变压器耦合的选择功能。

为了实现本发明的目的，提供了基于USB接口的1553B总线通讯模块，包括USB/PCI控制器的USB接口电路、USB/PCI控制器和PCI/1553B控制器的连接电路、PCI时钟分配电路和接入1553B总线的直接耦合或变压器耦合的选择电路；其中USB/PCI控制器和PCI/1553B控制器的连接电路分别与USB/PCI控制器的USB接口电路、接入1553B总线的直接耦合或变压器耦合的选择电路、PCI时钟分配电路相连；接入1553B总线的直接耦合或变压器耦合的选择电路包括耦合选择跨接头或相互连接的隔离变压器和耦合选择跨接头；

外部主机的USB总线信号通过USB接口电路接入USB/PCI控制器；USB/PCI控制器和PCI/1553B控制器的连接电路实现了通过PCI总线信号完成USB总线对PCI/1553B控制器的访问控制；PCI时钟分配电路提供了USB/PCI控制器和PCI/1553B控制器的PCI总线的同步时钟信号；直接耦合或变压器耦合接入1553B总线的选择电路实现了1553B信号的电压转换隔离及接入总线的耦合方式选择。

进一步地优选方案，本发明基于USB接口的1553B总线通讯模块，所述USB/PCI控制器的USB接口电路包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第一电容C1、第一集成电路U1、第二集成电路U2,所述第一集成电路U1型号USB-AM-11，第二集成电路U2型号为NET2282，第二集成电路U2的第三十五引脚通过第二电阻R2接地，同时和第一电阻R1的一端相连，第一电阻R1的另一端和第一集成电路U1的第一引脚相连，第二集成电路U2的第二十引脚和第四电阻R4的一端相连，第四电阻R4的另一端和第一集成电路U1的第二引脚相连，第二集成电路U2的第十九引脚和第五电阻R5的一端相连，第五电阻R5的另一端和第一集成电路U1的第三引脚相连，第一集成电路U1的第四引脚接地，第一集成电路U1的第四五引脚通过第三电阻R3和第一电容C1接地。

进一步地优选方案，本发明基于USB接口的1553B总线通讯模块，所述USB/PCI控制器和PCI/1553B控制器的连接电路包括第六电阻R6、第二集成电路U2、第三集成电路U3，所述第二集成电路U2型号为NET2282，第三集成电路U3型号为BU-62864，第二集成电路U2的PCI总线和第三集成电路U3的PCI总线相连，第二集成电路U2的第九引脚和第三集成电路U3的第十四引脚相连，第二集成电路U2的第八引脚和第三集成电路U3的第十五引脚相连，第三集成电路U3的第三十三引脚和第六电阻R6的一端相连，第六电阻R6的另一端和PCI总线的AD16信号相连。

进一步地优选方案，本发明基于USB接口的1553B总线通讯模块，所述PCI时钟分配电路包括第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5、第六电容C6、第四集成电路U4、第五集成电路U5；

第四集成电路U4的型号为X053YAGTC-33MHZ，第四集成电路U4的第一引脚和第七电阻R7的一端相连，第七电阻R7的另一端接地，第四集成电路U4的第二引脚与第二电容C2一端的连接点接地，第二电容C2的另一端接3.3V电源，第四集成电路U4的第三引脚和第五集成电路U5的第一引脚相连，第四集成电路U4的第四引脚接3.3V电源；

第五集成电路U5的型号为CY2305，第五集成电路U5的第八引脚和第八电阻R8的一端相连，第八电阻R8的另一端和第二集成电路U2的第三十九引脚相连，第五集成电路U5的第三引脚和第九电阻R9的一端相连，第九电阻R9的另一端和第三集成电路U3的第三十引脚相连，第五集成电路U5的第二引脚和第十电阻R10的一端相连，第十电阻R10的另一端和第四电容C4的一端相连，第四电容C4的另一端接地，第五集成电路U5的第五引脚和第十一电阻R11的一端相连，第十一电阻R11的另一端和第五电容C5的一端相连，第五电容C5的另一端接地，第五集成电路U5的第七引脚和第十二电阻R12的一端相连，第十二电阻R12的另一端和第六电容C6的一端相连，第六电容C6的另一端接地，第三电容C3的一端接地，第三电容C3的另一端接3.3V电源。

进一步地优选方案，本发明基于USB接口的1553B总线通讯模块，所述直接耦合或变压器耦合接入1553B总线的选择电路包括第十三电阻R13、第十四电阻R14、第十五电阻R15、第十六电阻R16、第三集成电路U3、第六集成电路U6、第七集成电路U7、第一连接器E1、第二连接器E2；

第三集成电路U3型号为BU-62864，第三集成电路U3的第五引脚和第六集成电路U6的第三引脚相连，第三集成电路U3的第七引脚和第六集成电路U6的第一引脚相连，第三集成电路U3的第十三引脚和第七集成电路U7的第三引脚相连，第三集成电路U3的第十六引脚和第七集成电路U7的第一引脚相连；

第六集成电路U6的型号为B-3226，第六集成电路U6的第二引脚和第七集成电路U7的第二引脚相连并接地，第六集成电路U6的第八引脚和第十三阻R13的一端相连，第十三阻R13的另一端和第一连接器E1的第一引脚相连，第六集成电路U6的第七引脚和第一连接器E1的第三引脚相连，第六集成电路U6的第六引脚和第一连接器E1的第五引脚相连，第六集成电路U6的第五引脚和第一连接器E1的第七引脚相连，第六集成电路U6的第四引脚和第十四电阻R14的一端相连，第十四电阻R14的另一端和第一连接器E1的第九引脚相连；

第七集成电路U7的型号为B-3226，第七集成电路U7的第八引脚和第十五电阻R15的一端相连，第十五电阻R15的另一端和第二连接器E2的第一引脚相连，第七集成电路U7的第七引脚和第二连接器E2的第三引脚相连，第七集成电路U7的第六引脚和第二连接器E2的第五引脚相连，第七集成电路U7的第五引脚和第二连接器E2的第七引脚相连，第七集成电路U7的第四引脚和第十六电阻R16的一端相连，第十六电阻R16的另一端和第二连接器E2的第九引脚相连；

第一连接器E1的第二引脚与第四引脚相连接1553A总线正极，第一连接器E1的第八引脚与第十引脚相连接1553A总线负极，第一连接器E1的第六引脚接地；第二连接器E2的第二引脚与第四引脚相连接1553B总线正极，第二连接器E2的第八引脚与第十引脚相连接1553B总线负极，第二连接器E2的第六引脚接地。

与现有技术相比，本发明的优点在于：1)该板卡实现了基于USB接口的1553B总线通讯模块，可以利用USB热插拔方式构建1553B通讯节点或1553B通讯测试设备，系统安装、测试及维护效率大大提升；2)该模块实现了64K字的1553B通讯用数据空间，满足子节点多且通讯数据量大的1553B通讯节点应用需求；3)该模块实现了该模块的1553B总线关闭功能，可以在线禁止该模块作为1553B通讯节点的总线通讯，方便重新组建总线系统；4)该模块实现了硬跳线选择方式，使该模块具有接入1553B总线的直接耦合或变压器耦合的选择功能。

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

附图说明

图1基于USB接口的1553B总线通讯模块组成原理图；

图2 USB/PCI控制器的USB接口电路图；

图3 USB/PCI控制器和PCI/1553B控制器的连接电路图；

图4 PCI时钟分配电路图；

图5直接耦合或变压器耦合接入1553B总线的选择电路图；

具体实施方式

如图1所示，本发明实现了一种基于USB接口的1553B总线通讯模块，包括USB/PCI控制器的USB接口电路、USB/PCI控制器和PCI/1553B控制器的连接电路、PCI时钟分配电路和接入1553B总线的直接耦合或变压器耦合的选择电路；其中USB/PCI控制器和PCI/1553B控制器的连接电路分别与USB/PCI控制器的USB接口电路、接入1553B总线的直接耦合或变压器耦合的选择电路、PCI时钟分配电路相连；接入1553B总线的直接耦合或变压器耦合的选择电路包括耦合选择跨接头或相互连接的隔离变压器和耦合选择跨接头；

外部主机的USB总线信号通过USB接口电路接入USB/PCI控制器；USB/PCI控制器和PCI/1553B控制器的连接电路实现了通过PCI总线信号完成USB总线对PCI/1553B控制器的访问控制；PCI时钟分配电路提供了USB/PCI控制器和PCI/1553B控制器的PCI总线的同步时钟信号；直接耦合或变压器耦合接入1553B总线的选择电路实现了1553B信号的电压转换隔离及接入总线的耦合方式选择。

如图2所示，USB/PCI控制器的USB接口电路包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第一电容C1、第一集成电路U1、第二集成电路U2,所述第一集成电路U1型号USB-AM-11，第二集成电路U2型号为NET2282，第二集成电路U2的第三十五引脚通过第二电阻R2接地，同时和第一电阻R1的一端相连，第一电阻R1的另一端和第一集成电路U1的第一引脚相连，第二集成电路U2的第二十引脚和第四电阻R4的一端相连，第四电阻R4的另一端和第一集成电路U1的第二引脚相连，第二集成电路U2的第十九引脚和第五电阻R5的一端相连，第五电阻R5的另一端和第一集成电路U1的第三引脚相连，第一集成电路U1的第四引脚接地，第一集成电路U1的第四五引脚通过第三电阻R3和第一电容C1接地。

如图3所示，USB/PCI控制器和PCI/1553B控制器的连接电路包括第六电阻R6、第二集成电路U2、第三集成电路U3，所述第二集成电路U2型号为NET2282，第三集成电路U3型号为BU-62864，第二集成电路U2的PCI总线和第三集成电路U3的PCI总线相连，第二集成电路U2的第九引脚和第三集成电路U3的第十四引脚相连，第二集成电路U2的第八引脚和第三集成电路U3的第十五引脚相连，第三集成电路U3的第三十三引脚和第六电阻R6的一端相连，第六电阻R6的另一端和PCI总线的AD16信号相连。

如图4所示，PCI时钟分配电路包括第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5、第六电容C6、第四集成电路U4、第五集成电路U5；

第四集成电路U4的型号为X053YAGTC-33MHZ，第四集成电路U4的第一引脚和第七电阻R7的一端相连，第七电阻R7的另一端接地，第四集成电路U4的第二引脚与第二电容C2一端的连接点接地，第二电容C2的另一端接3.3V电源，第四集成电路U4的第三引脚和第五集成电路U5的第一引脚相连，第四集成电路U4的第四引脚接3.3V电源；

第五集成电路U5的型号为CY2305，第五集成电路U5的第八引脚和第八电阻R8的一端相连，第八电阻R8的另一端和第二集成电路U2的第三十九引脚相连，第五集成电路U5的第三引脚和第九电阻R9的一端相连，第九电阻R9的另一端和第三集成电路U3的第三十引脚相连，第五集成电路U5的第二引脚和第十电阻R10的一端相连，第十电阻R10的另一端和第四电容C4的一端相连，第四电容C4的另一端接地，第五集成电路U5的第五引脚和第十一电阻R11的一端相连，第十一电阻R11的另一端和第五电容C5的一端相连，第五电容C5的另一端接地，第五集成电路U5的第七引脚和第十二电阻R12的一端相连，第十二电阻R12的另一端和第六电容C6的一端相连，第六电容C6的另一端接地，第三电容C3的一端接地，第三电容C3的另一端接3.3V电源。

如图5所示，直接耦合或变压器耦合接入1553B总线的选择电路包括第十三电阻R13、第十四电阻R14、第十五电阻R15、第十六电阻R16、第三集成电路U3、第六集成电路U6、第七集成电路U7、第一连接器E1、第二连接器E2；

第三集成电路U3型号为BU-62864，第三集成电路U3的第五引脚和第六集成电路U6的第三引脚相连，第三集成电路U3的第七引脚和第六集成电路U6的第一引脚相连，第三集成电路U3的第十三引脚和第七集成电路U7的第三引脚相连，第三集成电路U3的第十六引脚和第七集成电路U7的第一引脚相连；

第六集成电路U6的型号为B-3226，第六集成电路U6的第二引脚和第七集成电路U7的第二引脚相连并接地，第六集成电路U6的第八引脚和第十三阻R13的一端相连，第十三阻R13的另一端和第一连接器E1的第一引脚相连，第六集成电路U6的第七引脚和第一连接器E1的第三引脚相连，第六集成电路U6的第六引脚和第一连接器E1的第五引脚相连，第六集成电路U6的第五引脚和第一连接器E1的第七引脚相连，第六集成电路U6的第四引脚和第十四电阻R14的一端相连，第十四电阻R14的另一端和第一连接器E1的第九引脚相连；

第七集成电路U7的型号为B-3226，第七集成电路U7的第八引脚和第十五电阻R15的一端相连，第十五电阻R15的另一端和第二连接器E2的第一引脚相连，第七集成电路U7的第七引脚和第二连接器E2的第三引脚相连，第七集成电路U7的第六引脚和第二连接器E2的第五引脚相连，第七集成电路U7的第五引脚和第二连接器E2的第七引脚相连，第七集成电路U7的第四引脚和第十六电阻R16的一端相连，第十六电阻R16的另一端和第二连接器E2的第九引脚相连；

第一连接器E1的第二引脚与第四引脚相连接1553A总线正极，第一连接器E1的第八引脚与第十引脚相连接1553A总线负极，第一连接器E1的第六引脚接地；第二连接器E2的第二引脚与第四引脚相连接1553B总线正极，第二连接器E2的第八引脚与第十引脚相连接1553B总线负极，第二连接器E2的第六引脚接地。

本发明涉及的1553B总线通讯模块实现了基于USB接口的1553B总线通讯模块，可以利用USB热插拔方式构建1553B通讯节点或1553B通讯测试设备，使得系统安装、测试及维护效率大大提升，同时该模块实现了64K字的1553B通讯用数据空间，满足子节点多且通讯数据量大的1553B通讯节点应用需求，该模块实现了该模块的1553B总线关闭功能，可以在线禁止该模块作为1553B通讯节点的总线通讯，方便重新组建总线系统，该模块实现了硬跳线选择方式，使该模块具有接入1553B总线的直接耦合或变压器耦合的选择功能。