GPIB芯片TNT4882在便携式电磁兼容测试系统上的应用

王屹炜++王旭东

摘 要 介绍GPIB接口专用芯片TNT4882，利用STM32作为控制芯片完成便携式电磁兼容测试系统的设计，在介绍了整体系统结构之后，着重描述了控制单元的软硬件部分，实现了同时具备网络通信与GPIB通信能力的控制单元。

【关键词】TNT4882 GPIB STM32

进入21世纪以来，信息变得越来越重要，人们希望能够随时随地保持自己与外部的联系。航空公司为了满足人们这种需求，希望能够让乘客在飞机上使用便携式电子设备（PED），根据民航局的规定，所有的民用客机在允许乘客使用PED之前都需要测试机载电子设备的电磁抗干扰性，在民航客机上的大量多频段通信和导航系统接收天线是一个重要的电磁耦合通道。为了解决这个问题，就需要一套基于混响技术的民航便携式电子设备电磁干扰耦合特性的自动测试系统，该系统包括混响单元，发射单元，接收单元和控制单元四个部分，本文着重介绍控制单元的设计与实现。

1 整体系统设计

便携式测试设备的原理框图1所示，其中控制单元需要控制发射单元产生不同频带的射频信号，输出PWM脉冲信号来控制混响单元的场搅拌器转动从而模拟PED的位置、天线的极化特性和舱室环境等诸多影响因素的变化。接收部分通过控制单元选取合适的滤波器通道，从而保证测试的准确性。在整个测试系统中，控制单元部分需要从上位机接收指令，然后解析指令并产生相应的控制信号去控制其他各个单元正常工作，同时将工作状态反馈给上位机部分。

2 控制单元系统设计

本系統中控制单元的功能主要划分成通信和控制两部分，在通信方面，希望使用总线型拓扑结构将多个测试仪器连接到一个总线上进行控制，因此选取了GPIB接口以及网络接口，整体的控制单元部分如图2所示。

其中GPIB是目前主流的仪器通信接口，有着高速，可靠，易控制等有点，其高速传输模式可以达到8Mbyte/s，在多仪器联网方面，总线就能够对每个GPIB接口分别进行听说的操作。

TNT4882芯片是NI公司推出的一款集成芯片，该款芯片能够完成GPIB总线中的听和说的功能，该集成芯片内部集成了高速传输电路Turbo488以及IEEE488.2的兼容电路NAT4882。为了得到更快的传输速率，在TNT4882芯片的内部电路包含了一个先进先出的缓存区，从而能够实施HS488高速传输方式，同时在TNT4882内部包含16个可以直接连接到GPIB总线上的增强型传收发器，其灵活的CPU接口使其能够方便的与16位或者8位地址的微处理器芯片相连接。

3 硬件模块

硬件模块主要由STM32，TNT4882，以及PHY部分组成，其原理图如图3所示。从图中可以看出STM32F4做为MCU，其通过TNT4882芯片接收上位机从GPIB总线上发来的数据，通过PHY模块接收上位通过网络发送过来的数据。

对于GPIB部分，由于芯片内部带有收发器，因此其能够直接和COU相连接而不需要外部分其他元件，在本方案中，我门选择使用STM32F4的PF7～PF0连接到TNT4882的D7～D0上，只使用了数据位的低8位。

4 软件模块

软件部分的设计思路是在主函数中完成对于TNT4882芯片的初始化，然后进入中断等待状态，当上位机通过GPIB总线往板卡发送数据的时候，在中断处理程序中解析指令，完成控制操作，软件部分主要分为几个部分：

4.1 完成底层对于TNT4882寄存器读写的控制函数

由于对于TNT4882的操作都是基于对其内部寄存器的读写来实现的，因此在完成其他的配置之前，首先需要完成对于其内部寄存器读写功能的实现，这里需要注意的是WR，RD的时序。

4.2 完成对于TNT4882的初始化配置

在完成了寄存器读写的基础上，剩下的就是完成CPU芯片的初始化以及TNT4882芯片的初始化，这里主要讲一下TNT4882芯片的初始化配置。

（1）复位TNT4882中的Turbo488电路。

（2）将TNT4882芯片配置到Turbo+7210模式，然后将其配置到单芯片模式，注意这里不能直接配置到单芯片模式。

（3）将Local Power –On信号配置为有效。

（4）配置TNT4882，为GPIB操作做准备。

（5）清除Local Power –On信号，开始等待中断信号的到来。

5 结尾

本文设计的电磁干扰耦合特性测试设备能够完成对于机载天线的电磁抗干扰性进行测试，其中控制单元完成了GPIB与网络通信以及对其他单元的控制功能，该部分代码采用中断方式编写，系统稳定性好，可移植性强。

参考文献

[1]许诚晰，吴启满，杨小雪.GPIB 接口控制器的研究[J].工业仪表与自动化装置，2007（05）.

[2]冯文武，张明志，李树明.GPIB 接口芯片TNT4882开发及应用[J].自动化应用，2012（07）.

作者简介

王屹炜，男，南京航空航天大学硕士在读。主要研究方向为嵌入式系统设计、图像处理技术。

作者单位

南京航空航天大学 江苏省南京市 211100