代码收藏家 ARINC429总线收发器HI-3593的调试记录
概述
HI-3593是一款ARINC429协议收发器芯片，和之前介绍的HI-3582芯片功能一样，该芯片支持两路接收和一路发送，其中每个接收机具有标签识别、32×32 FIFO和模拟线路接收机。不同的是HI-3593通信接口为SPI总线，可以减少MCU的硬件管脚负担，而且HI-3593片内集成DC/DC 转换器用于产生双极性ARINC 429差分电压以便直接驱动ARINC 429总线，就不用像HI-3582那样需要提供±10V信号，这样使电路设计更加简洁。
硬件设计
HI-3593硬件设计十分方便，电源方面只需要提供3.3V供电，外部提供1MHz的时钟信号。如果你像我一样不使用标签过滤器的话，除了SPI总线以外，MCU只需要使用RxINT、RxFLAG、TFULL这几个状态管脚即可。参考设计如下图：
寄存器配置
HI-3593通过SPI总线通信，使用的是SPI模式0，最高支持10MHz通信速率，对于ARINC429的通信速率来说已经绰绰有余了。HI-3593主要的寄存器有接收控制寄存器（0x10，0x24）、发送控制寄存器（0x08）、ACLK分频寄存器（0x38）和标志中断寄存器（0x34），基本上初始化这几个寄存器就可以正常通信了。
接收控制寄存器
根据以上寄存器位的描述，很多时候需要翻转接收到的429消息的LABEL，这时RFLIP就要置1。我们不需要过滤SD9/10信息，所以SDON设置为0。PARITY为1，使能奇偶校验。LABREC、PLON为0，不使能标签过滤。RATE为0，设置为429通信速率为高速，也就是100kbps。
发送控制寄存器
TFLIP和上面接收翻转功能一样，置1后发送时翻转Label数据。TMODE置1，只要数据有效就发送出去。SELFTEST是自测试位，置1后会内部收发自环。PARITY和RATE同上。
ACLK分频寄存器
这里使用的是1MHz外部晶振，所以DIV设置位0x00
标志中断寄存器
可以通过RxFLAG和RxINT管脚来判断是否接收到有效数据。RxFLAG设置为0，这样FIFO内接收到有效数据后管脚会变高，当数据被完全读取后管脚又被拉低。RxINT同样设置为0，当接收到有效数据会产生一个高脉冲中断信号。RxFLAG管脚适合用轮询的方法判断FIFO是否有数据，RxINT适用于中断的方式接收数据。由于ARINC429速率并不高，所以本文采用的是轮询方式接收数据，通过查询RxFLAG管脚是否为高，来判断FIFO内是否接收到有效数据。
参考程序
本例程是结合上面寄存器配置，通过轮询的方式接收数据，寄存器初始化时采用了结构体位域的方式进行配置，这样更加方便直观的设置每一位寄存器。通信过程中发现了一个问题，就是我发送的数据和接收端接收到的数据正好高低位翻转了，现在还没找到具体原因，只能通过函数dataFlip先翻转了数据然后再发送，有知道具体原因的朋友可以留言告诉我一下。
#include "ARINC429.h"
#include "Hal.h"
#define ARINC_SELF_TEST 0
/*管脚定义*/
#define ARINC_TFULL_PIN 0x42
#define ARINC_TEMPTY_PIN 0x43
#define ARINC_R1FLAG_PIN 0x44
#define ARINC_R1INT_PIN 0x45
#define ARINC_R2FLAG_PIN 0x46
#define ARINC_R2INT_PIN 0x22
#define ARINC_RESET_PIN 0x47
/*Regs定义*/
#define ARINC_SEND_CTRL_WREG 0x08
#define ARINC_SEND_CTRL_RREG 0x84
#define ARINC_FIFO_DATA_REG 0x0C
#define ARINC_RECV1_CTRL_WREG 0x10
#define ARINC_RECV1_CTRL_RREG 0x94
#define ARINC_RECV2_CTRL_WREG 0x24
#define ARINC_RECV2_CTRL_RREG 0xB4
#define ARINC_INT_FLAG_WREG 0x34
#define ARINC_INT_FLAG_RREG 0xD0
#define ARINC_ACLK_DIV_WREG 0x38
#define ARINC_ACLK_DIV_RREG 0xD4
#define ARINC_FIFO_SEND_REG 0x40
#define ARINC_RECV1_FIFO_REG 0xA0
#define ARINC_RECV2_FIFO_REG 0xC0
#define ARINC_DATA_VALID(ch) (HalGPIOGetLevel(ARINC_R##ch##FLAG_PIN) == 0)
/*寄存器结构体*/
#pragma pack(1)
typedef struct
{
int RATE : 1;
int PLON : 1;
int LABREC: 1;
int PARITY: 1;
int SDON : 1;
int SD10 : 1;
int SD9 : 1;
int RFLIP : 1;
}ARINCRecvCtrlReg_t;
typedef struct
{
int RATE : 1;
int X : 1;
int TPARITY : 1;
int ODDEVEN : 1;
int SELFTEST: 1;
int TMODE : 1;
int TFLIP : 1;
int HIZ : 1;
}ARINCSendCtrlReg_t;
typedef struct
{
int X2 :1;
int DIV :4;
int X1 :3;
}ARINCAclkDivReg_t;
typedef struct
{
int R1FLAG :2;
int R1INT :2;
int R2FLAG :2;
int R2INT :2;
}ARINCINTReg_t;
typedef struct
{
int label : 8;
int sdi : 2;
int data : 19;
int ssm : 2;
int parity : 1;
} ARINC429Data_t;
#pragma pack()
typedef union
{
uint8_t val;
ARINCRecvCtrlReg_t recvCtrl;
ARINCSendCtrlReg_t sendCtrl;
ARINCAclkDivReg_t aclkDiv;
ARINCINTReg_t intFlag;
}ARINCReg_t;
typedef union
{
uint32_t db;
ARINC429Data_t ex;
} ARINCdataFlip_t;
static ARINC429DataRecv_cb g_recvCallback = NULL;
static uint32_t dataFlip(uint32_t data) //翻转高低字节
{
uint32_t result = data;
#if 1
result = (data >> 24);
result |= (data >> 8) & 0xff00;
result |= (data << 8) & 0xff0000;
result |= (data << 24);
#endif
return result;
}
static void chipReset(void) //硬件复位
{
HalGPIOSetLevel(ARINC_RESET_PIN, 1);
HalWaitMs(1);
HalGPIOSetLevel(ARINC_RESET_PIN, 0); //reset
HalWaitMs(1);
}
static void regsConfig(void) //寄存器初始化函数
{
ARINCReg_t reg;
reg.recvCtrl.RFLIP = 1; //是否翻转前八位LABEL数据
reg.recvCtrl.SD9 = 0;
reg.recvCtrl.SD10 = 0;
reg.recvCtrl.SDON = 0; //是否匹配SD9\10两位，否
reg.recvCtrl.PARITY = 1; //接收字的奇偶性检查启用
reg.recvCtrl.LABREC = 0; //标签过滤关闭
reg.recvCtrl.PLON = 0; //优先级标签寄存器的不使能
reg.recvCtrl.RATE = 0; //高速数据传输速率
HalSPIWriteReg(ARINC_RECV1_CTRL_WREG, reg.val);
HalSPIWriteReg(ARINC_RECV2_CTRL_WREG, reg.val);
reg.sendCtrl.HIZ = 0; //设置该位使片内线路驱动器输出进入高阻态
reg.sendCtrl.TFLIP = 1; //是否翻转前八位LABEL数据
reg.sendCtrl.TMODE = 1; //只要数据是有效的就会被立即发送
reg.sendCtrl.SELFTEST = ARINC_SELF_TEST; //自测试
reg.sendCtrl.ODDEVEN = 0; //偶校验
reg.sendCtrl.TPARITY = 1; //使能校验位
reg.sendCtrl.X = 0;
reg.sendCtrl.RATE = 0; //高速数据传输速率
HalSPIWriteReg(ARINC_SEND_CTRL_WREG, reg.val);
reg.val = 0;
reg.aclkDiv.DIV = 0; //1MHz
HalSPIWriteReg(ARINC_ACLK_DIV_WREG, reg.val);
reg.intFlag.R1FLAG = 0; //接收器1 FIFO为空时， R1FLAG变高
reg.intFlag.R1INT = 0; //当有效消息被接收,R1INT为高脉冲
reg.intFlag.R2FLAG = 0;
reg.intFlag.R2INT = 0;
HalSPIWriteReg(ARINC_INT_FLAG_WREG, reg.val);
}
static uint32_t readData(uint8_t chnl) //读通道数据
{
uint8_t reg;
uint32_t data;
if(chnl == 1)
{
reg = ARINC_RECV1_FIFO_REG;
}
else
{
reg = ARINC_RECV2_FIFO_REG;
}
HalSPIRead(reg, (uint8_t *)&data, sizeof(uint32_t));
return dataFlip(data);
}
/*发送数据*/
void ARINC429Send(unsigned char label, unsigned int value, unsigned char ssm)
{
ARINCdataFlip_t data;
uint32_t num;
memset(&data, 0, sizeof(ARINCdataFlip_t));
data.ex.label = label;
data.ex.data = value;
data.ex.ssm = ssm;
data.ex.sdi = 0;
num = dataFlip(data.db);
HalSPIWrite(ARINC_FIFO_DATA_REG, (uint8_t *)&num, sizeof(uint32_t));
}
static void dataRecvHandle(void)
{
ARINCdataFlip_t data;
if(ARINC_DATA_VALID(1)) //通过RxFLAG管脚判断是否接收到有效数据
{
data.db = readData(1); //读通道1数据
if(g_recvCallback != NULL)
{
g_recvCallback(data.ex.label, data.ex.data, data.ex.ssm);
}
}
if(ARINC_DATA_VALID(2))
{
data.db = readData(2);
if(g_recvCallback != NULL)
{
g_recvCallback(data.ex.label, data.ex.data, data.ex.ssm);
}
}
}
/*初始化*/
void ARINC429Init(ARINC429DataRecv_cb recvHandle)
{
chipReset();
regsConfig();
g_recvCallback = recvHandle;
}
void ARINC429Poll(void)
{
dataRecvHandle(); //轮询接收
}
