基于Z85C30的動(dòng)指標(biāo)識(shí)別系統(tǒng)的串行通訊設(shè)計(jì)
0 引言
動(dòng)目標(biāo)識(shí)別系統(tǒng)(MIS)是一種能自動(dòng)識(shí)別運(yùn)動(dòng)目標(biāo)并能獲取目標(biāo)各種信息的系統(tǒng),同時(shí),MIS還能夠協(xié)助挪動(dòng)目標(biāo)將本身信息發(fā)射給別的目標(biāo)。MIS運(yùn)用的是一種開放式通訊網(wǎng)絡(luò),并且任何運(yùn)用MIS的挪動(dòng)目標(biāo)均無需受權(quán),能夠隨時(shí)接入網(wǎng)絡(luò)。如今,這種系統(tǒng)曾經(jīng)使用于海事維護(hù)中的船舶識(shí)別和通訊。今后,動(dòng)目標(biāo)識(shí)別系統(tǒng)(MIS)的使用范圍會(huì)變得越來越寬廣。
使用動(dòng)目標(biāo)識(shí)別系統(tǒng)(MIS)的靜態(tài)信息(本目標(biāo)的方向、位置、速度等信息)及靜態(tài)信息(如本目標(biāo)編號(hào)和目標(biāo)稱號(hào)等信息),再配合全球定位系統(tǒng)(GPS),然后議決甚高頻(VHF)信道向附近的必須范圍及維護(hù)中心舉行廣播,使臨近的動(dòng)目標(biāo)及維護(hù)中心能及時(shí)掌握目標(biāo)的消息態(tài)信息,同時(shí),目標(biāo)也可以夠獲取這一區(qū)域內(nèi)其它動(dòng)目標(biāo)的消息態(tài)信息。這種系統(tǒng)可使多個(gè)動(dòng)目標(biāo)之間及時(shí)獲取對(duì)方信息并可立刻相互通訊,以便在必要的時(shí)分采取必要舉動(dòng),防止各種事故的發(fā)作。
1動(dòng)目標(biāo)識(shí)別系統(tǒng)(MIS)的首要技術(shù)
1.1高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制規(guī)程(HDLC)
MIS的數(shù)據(jù)控制采用高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制規(guī)程(HDLC)。HDLC是面向比特的協(xié)議,運(yùn)用位填充來保證數(shù)據(jù)的通明性。HDLC規(guī)程具有通明傳輸、控制容易、牢靠性高、傳輸效率高的特征,因而具有極大的靈敏性。圖1所示是MIS系統(tǒng)的HDLC數(shù)據(jù)構(gòu)造。
數(shù)據(jù)分組中,分組應(yīng)從左向右發(fā)送。除訓(xùn)練序列以外,這一構(gòu)造應(yīng)該同普通的HDLC構(gòu)造完全一樣。采用訓(xùn)練序列的目標(biāo)是為了VHF接納機(jī)舉行同步伐整。開端和完畢標(biāo)志采用7Eh來標(biāo)志一幀信息的開端和完畢。數(shù)據(jù)局部的長度為168bit,信息ID為6 bit,范圍為0~63,首要用于信息類型的標(biāo)識(shí),也就是標(biāo)識(shí)發(fā)送臺(tái)的方式。該構(gòu)造的通訊形態(tài)包含同步類型及子信息等。幀校驗(yàn)序列FCS普通采用循環(huán)冗余校驗(yàn)(CRC)。
1.2 TDMA協(xié)議
MIS訪問數(shù)據(jù)鏈的控制采用時(shí)分多址(TDMA)技術(shù)。依據(jù)不一樣的使用和操作方式,可采用不一樣的四種TDMA協(xié)議,包含SOTDMA(Self-or-ganized TDMA自組織時(shí)分多址)、ITDMA (Incre-ment TDMA增量時(shí)分多址)、RATDMA(RandomAccess TDMA隨機(jī)接入時(shí)分多址)、FATDMA(Fixed Access TDMA固定接人時(shí)分多址)。這四種協(xié)議能夠適用不一樣的使用環(huán)境,但它們的操作是延續(xù)的、平行的。
2 串行通訊控制器Z85C30簡介
Z85C30芯片內(nèi)部有兩個(gè)完全別離的信道(信道A和信道B),每個(gè)信道都有15個(gè)控制存放器(包含發(fā)射緩存器、2個(gè)同步字存放器和2個(gè)波特率定時(shí)常數(shù)存放器),兩個(gè)信道的內(nèi)部構(gòu)造根本類似。
對(duì)存放器的讀寫操作普通須要一次寫操作和一次讀(寫)操作。其中第1次寫操作是給存放器WRO賦值,以使其指向須要讀寫的存放器。第2次(讀)寫操作才是對(duì)須要讀寫的存放器舉行的操作。Z85C30芯片龐雜的功用就是樹立在對(duì)這些存放器的不一樣原始化的根本上的。
Z85C30芯片與MCU的數(shù)據(jù)交流能以許多方式完成,包含查詢、等候、中綴驅(qū)動(dòng)或DMA驅(qū)動(dòng)方式。詳細(xì)采用什么方式,應(yīng)當(dāng)依據(jù)不一樣的運(yùn)用場(chǎng)所來舉行挑選。
Z85C30芯片能夠配置為4種任務(wù)方式,包含同步方式、異步方式、HDLC方式以及面向字節(jié)同步方式。每一種任務(wù)方式的設(shè)定都應(yīng)當(dāng)按相應(yīng)的步驟來完成。
3 MIS中串行通訊局部的硬件構(gòu)造
動(dòng)目標(biāo)識(shí)別系統(tǒng)(MIS)中的串行通訊首要是MIS協(xié)議幀的完成。圖2所示是其硬件模塊的首要構(gòu)造。
圖2所示是STC89C58RD+單片機(jī)為處置器,以串行通訊控制器Z85C30和GMSK調(diào)制解調(diào)器CMX589為外部電路組成的一個(gè)嵌入式系統(tǒng),可用于完成HDLC數(shù)據(jù)的打包和拆包,以及將數(shù)字信號(hào)調(diào)制成GMSK信號(hào)。
4 MIS系統(tǒng)串行通訊的軟件完成
順序運(yùn)轉(zhuǎn)的開端,都要原始化單片機(jī),并配置中綴和原始化串口。Z85C30的各種形態(tài)都運(yùn)用中綴處置順序來處置才干使順序的執(zhí)行效率抵達(dá)最高。
將 Z85C30發(fā)射通道配置成雙字節(jié)同步方式,同步字節(jié)為55H,并且向發(fā)射緩沖存放器寫入55H,便可完成MIS系統(tǒng)要求的訓(xùn)練序列。在這種方式下,在使能發(fā)射后,先發(fā)射同步字節(jié),同步字節(jié)發(fā)射完成后再發(fā)射數(shù)據(jù)。當(dāng)發(fā)射緩沖存放器為空時(shí),Z85C30會(huì)配置發(fā)射緩沖存放器空標(biāo)志位,假設(shè)Z85C30準(zhǔn)許發(fā)射中綴,這時(shí)就可發(fā)生中綴。在中綴處置順序中能夠判別訓(xùn)練序列能不能發(fā)射終了。
要發(fā)射的數(shù)據(jù)必需契合HDLC協(xié)議中規(guī)則的幀格式,所以,在發(fā)射完訓(xùn)練序列后,還必需將Z85C30配置成HDLC方式。然后將要發(fā)射的數(shù)據(jù)寫入發(fā)射緩沖存放器。在使能發(fā)射后,數(shù)據(jù)就會(huì)緊接著訓(xùn)練序列從發(fā)射引腳送出。由于Z85C30是以字節(jié)發(fā)射數(shù)據(jù),所以,在中綴處置順序中必需判別能不能還需發(fā)射數(shù)據(jù)。假設(shè)須要發(fā)射數(shù)據(jù),就應(yīng)向發(fā)射緩沖存放器中繼續(xù)寫入數(shù)據(jù):假設(shè)不須要,那么,當(dāng)Z85C30檢測(cè)到發(fā)射移位存放器為空時(shí),就會(huì)自動(dòng)在數(shù)據(jù)后面添加CRC值和完畢標(biāo)志。
Z85C30接納通道的原始化和發(fā)射通道不一樣,它不須要思索接納訓(xùn)練序列,由于訓(xùn)練序列用于接納機(jī)同步。Z85C30的接納通道能夠直接配置成HDLC 方式,在其接納到起始標(biāo)志后,就意味著后面緊接著接納的就是數(shù)據(jù)。假設(shè)Z85C30配置了接納中綴,那么,當(dāng)數(shù)據(jù)接納存放器中數(shù)據(jù)寫滿時(shí),就會(huì)發(fā)生接納中綴,中綴處置順序就應(yīng)將數(shù)據(jù)讀出,以消弭中綴形態(tài)。接納完數(shù)據(jù)后,緊接著應(yīng)該接納CRC值。Z85C30可將16位CRC值以接納數(shù)據(jù)的方式接納,但 Z85C30會(huì)自動(dòng)比擬接納的CRC值和計(jì)算的CRC值,假設(shè)兩值不一致,就會(huì)配置CRC錯(cuò)誤位。當(dāng)Z85C30在數(shù)據(jù)流中接納到完畢標(biāo)志時(shí),它會(huì)發(fā)生幀完畢中綴。因而,在軟件設(shè)計(jì)時(shí),順序應(yīng)該在幀完畢中綴中判別CRC能不能正確,以便確定能不能應(yīng)當(dāng)保管剛接納的一幀數(shù)據(jù)。
Z85C30有兩個(gè)通道,每個(gè)通道能夠發(fā)送,也可以夠接納數(shù)據(jù)。由于數(shù)據(jù)的拆包只是數(shù)據(jù)打包的逆流程,并且Z85C30也支持HDLC幀數(shù)據(jù)的拆包,所以,在此只引見如何舉行數(shù)據(jù)打包。將打包的數(shù)據(jù)發(fā)給GMSK調(diào)制解調(diào)器CMX589,就能夠得到很好的GMSK信號(hào),這樣,GMSK信號(hào)就能夠由高頻板調(diào)制發(fā)射出去,以便和其他臺(tái)站完成通訊。本系統(tǒng)的軟件流程如圖3所示。
5實(shí)驗(yàn)后果
在對(duì)本文所引見的設(shè)計(jì)舉行實(shí)驗(yàn)時(shí),能夠發(fā)送具有21個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)包。圖4所示是其局部實(shí)驗(yàn)后果波形。
6完畢語
當(dāng)前,筆者在特定的硬件平臺(tái)根本上,曾經(jīng)根本上完成了自動(dòng)目標(biāo)識(shí)別系統(tǒng)的通訊功用。能夠相信,在不遠(yuǎn)的未來,隨著海上挪動(dòng)目標(biāo)的越來越多,今后的動(dòng)目標(biāo)識(shí)別使用也將變得越來越首要.