專利名稱：一種基于arm和dsp的射頻切換單元硬件系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電子技術(shù)/通信領(lǐng)域，涉及一種基于ARM和DSP的射頻切換單元集成控制系統(tǒng)的硬件部分。
背景技術(shù)：
常規(guī)的終端射頻自動測試系統(tǒng)是指采用計算機控制，自動完成建立通話、鏈路切換、信號測量、數(shù)據(jù)計算處理并輸出測試結(jié)果的自動化測試系統(tǒng)，主要應(yīng)用于無線終端射頻指標(biāo)測試及集成測試系統(tǒng)搭建，包括TD-SCDMA、GSM、WLAN、WCDMA, CDMA和藍牙等無線終端的射頻指標(biāo)測試及自動測試系統(tǒng)搭建；現(xiàn)有技術(shù)的射頻切換系統(tǒng)主要由國外少數(shù)廠家生產(chǎn)，生產(chǎn)周期長，而且受限程度大，價格昂貴，且切換單元不能人工單獨控制，很難靈活的應(yīng)用于不同的測試環(huán)境，現(xiàn)階段終端射頻測試主要使用先進的測試儀表，但是在對射頻終端設(shè)備進行測試過程中，針對不同的測試項目，需要搭載相應(yīng)的射頻鏈路以滿足測試要求，同時在完成一項射頻測試過程中需要多條射頻鏈路搭載；如果采用手動測試，不僅增加了測試的工作量，而且由于頻繁的手動更換鏈路，致使測試過程中出錯率增加，鏈路穩(wěn)定性差，測試添加重復(fù)性差，可能引入不必要的干擾而增加測試誤差，同時對于現(xiàn)階段的終端射頻自動測試系統(tǒng)，用于射頻測試的射頻接口箱是一個封閉的單元，沒有人機交互界面，不能觀察到其中的鏈路狀態(tài)，在不啟用測試軟件時不能對切換單元進行鏈路切換控制，所以不能滿足靈活的測試需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的技術(shù)解決問題是克服現(xiàn)有控制技術(shù)的不足，提供一種基于ARM和DSP的射頻切換單元硬件系統(tǒng)，特別適用于無線終端射頻指標(biāo)測試及集成測試系統(tǒng)搭建，包括GSM、WCDMA, CDMA, TD-SCDMA, WLAN、藍牙等無線終端的射頻指標(biāo)測試及自動測試系統(tǒng)搭建，可適用于不同的測試環(huán)境的一種基于GPIB總線的射頻切換單元集成控制系統(tǒng)。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是一種基于ARM和DSP的射頻切換自動控制系統(tǒng)，主要包括射頻自動控制系統(tǒng)下位機控制單元模塊和射頻自動控制系統(tǒng)上位機控制單元模塊，其中射頻自動控制系統(tǒng)下位機控制單元模塊包括電源模塊電路、中央處理器TMS320F2808電路、射頻同軸開關(guān)電路、模塊地址選擇電路和溫度電路。其中電源模塊直接給射頻同軸開關(guān)電路供電，并通過降壓后給中央處理器TMS320F2808電路、模塊地址選擇電路和溫度電路供電，中央處理器TMS320F2808電路作為主控制器對射頻同軸開關(guān)電路進行工作模式的控制；射頻同軸開關(guān)電路由中央處理器TMS320F2808發(fā)出信號，負(fù)責(zé)控制射頻同軸開關(guān)的通斷；模塊地址選擇電路與中央處理器TMS320F2808電路相連，通過軟件選擇相應(yīng)地模塊；溫度電路與中央處理器TMS320F2808電路相連，將監(jiān)測的溫度傳送給上位機控制單元模塊，整個下位機控制單元模塊以TMS320F2808作為中央處理器，通過RS485通信模塊與上位機進行通信，用來對射頻同軸開關(guān)電路的控制進行監(jiān)測。上位機控制單元模塊主要包括電源模塊電路、中央處理器AT91F40816電路、通用接口總線GPIB電路、RS-232電路、蜂鳴器電路、地址選擇器電路、日期電路、溫度電路、EEPROM電路和鍵盤電路，其中電源模塊通過降壓后給中央處理器AT91F40816電路、蜂鳴器電路、地址選擇器電路、日期電路、溫度電路、EEPROM電路和鍵盤電路供電。中央處理器AT91F40816電路使用了該芯片的最小系統(tǒng)，通過程序用于控制其它電路；通用接口總線GPIB電路主要由NAT9914BPL、SN75ALS160、SN75ALS161構(gòu)成GPIB通信接口，中央處理器AT91F40816電路通過對NAT9914BPL編程使其具備SCPI通信能力，中央處理器AT91 F40816電路通過RS-232電路與IXD進行人機界面交互，實時顯示系統(tǒng)狀態(tài)；蜂鳴 器電路主要對系統(tǒng)中出現(xiàn)的非法操作進行報警；地址選擇器電路用于硬件設(shè)置GPIB地址；日期電路用于實時顯示日期；溫度電路用于監(jiān)測系統(tǒng)溫度值，EEPROM電路采用IIC總線技術(shù)，用于對系統(tǒng)中需要存儲的數(shù)據(jù)進行存儲；鍵盤電路是整個系統(tǒng)中的一項功能擴展電路，不僅可作為鍵盤電路使用，還為作為功能升級所預(yù)留的接口。整個上位機控制單元模塊以AT91F40816作為中央處理器，通過RS-485接口電路與下位機通信，用來對射頻同軸開關(guān)電路的控制進行監(jiān)測；RS_232接口電路與人機交互界面通信，顯示控制信息；通過通用接口總線(GPIB)與計算機GPIB卡通信，完成自動控制。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點在于本發(fā)明基于ARM和DSP的射頻切換單元硬件系統(tǒng)，是一款結(jié)構(gòu)緊湊的經(jīng)濟型射頻傳導(dǎo)測試系統(tǒng)，承載著設(shè)備儀表化、人際界面交互、可獨立集成的射頻終端測試和搭建，GPIB集成控制系統(tǒng)平臺的搭建，解決了現(xiàn)有技術(shù)設(shè)備設(shè)計可控性差、集成性能差等問題，克服了在射頻終端設(shè)備進行測試過程中，需要手動搭載射頻鏈路以滿足測試要求的問題，實現(xiàn)了射頻鏈路的自動切換，儀表化顯示功能；消除了因人為引入的干擾或泄露而增加測試誤差，具備遠(yuǎn)程自動控制與本地定制控制雙重功能，同時通過人機交互界面有助于測試工程師更好的監(jiān)測系統(tǒng)狀態(tài)，提高檢測效率，對未來射頻傳導(dǎo)測試的發(fā)展具有重要的實際意義；并且本發(fā)明采用了基于ARM和DSP的方式，大大提高了運算速度和效率，增強了人機交互界面操作的靈活性。


圖I為基于ARM和DSP的射頻切換單元硬件系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)2是本發(fā)明下位機控制單元模塊中的電源模塊電路圖；圖3是本發(fā)明中央處理器TMS320F2808電路圖；圖4是本發(fā)明RS-485通信模塊圖；圖5是本發(fā)明RS-232通信電路圖；圖6是本發(fā)明射頻同軸開關(guān)電路圖；圖7是本發(fā)明模塊地址選擇電路圖；圖8是本發(fā)明下位機控制單元模塊中的溫度電路圖；圖9是本發(fā)明上位機單元控制模塊中的電源模塊電路圖；圖10是本發(fā)明中央處理器AT91F40816電路圖；圖11是本發(fā)明通用接口總線GPIB電路圖；圖12是本發(fā)明蜂鳴器電路圖；圖13是本發(fā)明地址選擇器電路圖14是本發(fā)明日期電路圖；圖15是本發(fā)明上位機單元控制模塊中的溫度電路圖；圖16是本發(fā)明EEPROM電路圖；圖17是本發(fā)明鍵盤電路具體實施例方式一種基于ARM和DSP的射頻切換單元硬件系統(tǒng),如圖I所示，主要包括射頻自動控制系統(tǒng)下位機控制單元模塊和射頻自動控制系統(tǒng)上位機控制單元模塊，其中射頻自動控制系統(tǒng)下位機控制單元模塊包括電源模塊電路、中央處理器TMS320F2808電路、射頻同軸開關(guān)電路、模塊地址選擇電路和溫度電路。其中電源模塊直接給射頻同軸開關(guān)電路供電， 并通過降壓后給中央處理器TMS320F2808電路、模塊地址選擇電路和溫度電路供電，如圖2所示，電源模塊電路提供+24V工作電壓控制射頻同軸開關(guān)，并且+24V經(jīng)過匯眾電源模塊(HZD05B-24S05)變換器降至+5V，用于給TI公司生產(chǎn)的TPS7333Q和金升陽公司生產(chǎn)的B0505LS_1W隔離電源供電，TPS7333Q將電壓降至+3. 3V用于給TMS320F2808、DS18B20和模塊地址選擇電路供電，B0505LS_lff(+5V)分別給RS-485和RS-232通信電路供電；中央處理器TMS320F2808電路，如圖3所示，作為主控制器對射頻同軸開關(guān)電路進行工作模式的控制，其主要使用了該芯片的最小系統(tǒng)和Pl/P2(16只同軸開關(guān)控制引腳)、P3. 4/P3. 5(RS-232)、P3. 6/P3. 7/P4. 0 (RS-485)、P5. 5(溫度)以及 P6. 3/P6. 4/P6. 5/P6. 6(模塊地址選擇引腳)，通過軟件程序?qū)ο挛粰C控制單元模塊進行工作控制；RS_485通信模塊下位機控制單元模塊與上位機控制單元模塊之間的通訊，由圖4所示，RS-485通信電路主要由MAX485ESA.6N137以及若干電阻電容連接組成，負(fù)責(zé)與上位機的通信連接，本部分電源一部分由B0505LS_1W提供+5V，另一部分由TPS7333Q提供+3. 3V，該電路具有電源隔離與信號隔離作用。由圖5所示，RS-232通信電路主要由MAX3232ESE、6N137以及若干電阻電容連接而成，負(fù)責(zé)與計算機的通信連接，在不需要上位機控制模塊時，可通過計算機控制單個射頻切換單元。本部分電源一部分由B0505LS_1W提供+5V，另一部分由TPS7333Q提供+3. 3V，該電路具有電源隔離與信號隔離作用；由圖6所示，射頻同軸開關(guān)電路主要由AQW212EH、電阻(R360)連接組成，由TMS320F2808發(fā)出信號，負(fù)責(zé)控制同軸開關(guān)的通斷，本部分電源一部分由+24V提供，另一部分由TMS320F2808通用IO引腳(P1/P2)提供高低電平；模塊地址選擇電路，如圖7所示，由兩個排阻構(gòu)成，連接到TMS320F2808的P6. 3/P6. 4/P6. 5/P6. 6 (模塊地址選擇一腳)，通過軟件讀取該引腳數(shù)值，確定該模塊編號；溫度電路如圖8所示，由測溫芯片DS18B20，連接到中央處理器TMS320F2808的P5. 5引腳，通過l_wire總線技術(shù)讀取DS18B20內(nèi)部溫度數(shù)值，作為對下位機監(jiān)測數(shù)據(jù)通過RS-485端口傳輸給射頻自動控制系統(tǒng)上位機控制模塊。整個下位機控制單元模塊以TMS320F2808作為中央處理器，通過RS485通信模塊與上位機進行通信，用來對射頻同軸開關(guān)電路的控制進行監(jiān)測，上位機控制單元模塊主要包括電源模塊電路、中央處理器AT91F40816電路、通用接口總線GPIB電路、RS-232電路、蜂鳴器電路、地址選擇器電路、日期電路、溫度電路、EEPROM電路和鍵盤電路。其中電源模塊電路，如圖9所示，提供+24V工作電壓作為電壓源，經(jīng)匯眾電源模塊(HZD05B-24S05)變換器降至+5V，用于給ATMEL公司生產(chǎn)的中央處理器八了91 40816、5町5160、5町5161、金升陽公司生產(chǎn)的B0505LS_1W隔離電源供電，并可通過JPI、JP2、JP3將+5V連接到蜂鳴器電路、地址選擇器電路、日期電路、溫度電路、EEPROM電路和鍵盤電路等需要+5V供電的模塊。中央處理器AT91F40816電路使用了該芯片的最小系統(tǒng)，如圖10所示，分別包括了通用接口總線、l_wire、RS-485、RS_232、IIC總線接口等相關(guān)引腳，通過軟件程序控制各個引腳工作狀態(tài)等操作；通用接口總線GPIB電路，如圖11所示，主要由 NAT9914BPL、SN75ALS160、SN75ALS161 構(gòu)成 GPIB 通信接口，中央處理器 AT91F40816通過對NAT9914BPL編程使其具備SCPI通信能力，受控于計算機GPIB卡。中央處理器AT91F40816電路通過對NAT9914BPL編程使其具備SCPI通信能力，中央處理器AT91F40816電路通過RS-232電路與IXD進行人機界面交互，實時顯示系統(tǒng)狀態(tài)。AT91F40816通過RS-485通信接口控制下位機射頻同軸開關(guān)、查詢相關(guān)信息，AT91F40816通過RS-232通信接口與LCD進行人機界面交互，實時顯示系統(tǒng)狀態(tài)，且LCD通過軟件可單獨控制射頻終端切換單元，而無需通過GPIB接口 ；蜂鳴器電路，如圖12所示，主要對系統(tǒng)中出現(xiàn)的非法操作進行報警。地址選擇器電路，如圖13所示，用于硬件設(shè)置GPIB地址，地址范圍0-31 ;日期電路，如圖14所示，用于實時顯示日期。溫度電路，如圖15所示，由測溫芯片DS18B20，通過l_wire總線技術(shù)讀取DS18B20內(nèi)部溫度數(shù)值，作為對上位機監(jiān)測數(shù)據(jù)；EEPR0M電路，如圖16所示，采用IIC總線技術(shù)，用于對系統(tǒng)中需要存儲的數(shù)據(jù)進行存儲，采用IIC總線技術(shù)進行數(shù)據(jù)的存取操作；鍵盤電路，如圖17所示，是整個系統(tǒng)中的一項功能擴展電路，為方便 以后功能升級所預(yù)留的接口，但不限于只作為鍵盤電路使用。整個上位機控制單元模塊以AT91F40816作為中央處理器，通過RS-485接口電路與下位機通信，用來對射頻同軸開關(guān)電路的控制進行監(jiān)測；RS_232接口電路與人機交互界面通信，顯示控制信息；通過通用接口總線(GPIB)與計算機GPIB卡通信，完成自動控制。
權(quán)利要求
1. 一種基于ARM和DSP的射頻切換単元硬件系統(tǒng)，其特征在于主要包括射頻自動控制系統(tǒng)下位機控制單元模塊和射頻自動控制系統(tǒng)上位機控制單元模塊，其中射頻自動控制系統(tǒng)下位機控制單元模塊包括電源模塊電路、中央處理器TMS320F2808電路、射頻同軸開關(guān)電路、模塊地址選擇電路和溫度電路。其中電源模塊直接給射頻同軸開關(guān)電路供電，并通過降壓后給中央處理器TMS320F2808電路、模塊地址選擇電路和溫度電路供電，中央處理器TMS320F2808電路作為主控制器對射頻同軸開關(guān)電路進行工作模式的控制；射頻同軸開關(guān)電路由中央處理器TMS320F2808發(fā)出信號，負(fù)責(zé)控制射頻同軸開關(guān)的通斷；模塊地址選擇電路與中央處理器TMS320F2808電路相連，通過軟件選擇相應(yīng)地模塊；溫度電路與中央處理器TMS320F2808電路相連，將監(jiān)測的溫度傳送給上位機控制單元模塊，整個下位機控制單元模塊以TMS320F2808作為中央處理器，通過RS485通信模塊與上位機進行通信，用來對射頻同軸開關(guān)電路的控制進行監(jiān)測。
上位機控制單元模塊主要包括電源模塊電路、中央處理器AT91F40816電路、通用接ロ總線GPIB電路、RS-232電路、蜂鳴器電路、地址選擇器電路、日期電路、溫度電路、EEPROM電路和鍵盤電路，其中電源模塊通過降壓后給中央處理器AT91F40816電路、蜂鳴器電路、地址選擇器電路、日期電路、溫度電路、EEPROM電路和鍵盤電路供電。中央處理器AT91F40816電路使用了該芯片的最小系統(tǒng)，通過程序用于控制其它電路；通用接ロ總線GPIB電路主要由 NAT9914BPL、SN75ALS160、SN75ALS161 構(gòu)成 GPIB 通信接 ロ，中央處理器 AT91F40816 電路通過對NAT9914BPL編程使其具備SCPI通信能力，中央處理器AT91F40816電路通過RS-232電路與LCD進行人機界面交互，實時顯示系統(tǒng)狀態(tài)；蜂鳴器電路主要對系統(tǒng)中出現(xiàn)的非法操作進行報警；地址選擇器電路用于硬件設(shè)置GPIB地址；日期電路用于實時顯示日期；溫度電路用于監(jiān)測系統(tǒng)溫度值，EEPROM電路采用IIC總線技術(shù)，用于對系統(tǒng)中需要存儲的數(shù)據(jù)進行存儲；鍵盤電路是整個系統(tǒng)中的ー項功能擴展電路，不僅可作為鍵盤電路使用，還為作為功能升級所預(yù)留的接ロ。整個上位機控制單元模塊以AT91F40816作為中央處理器，通過RS-485接ロ電路與下位機通信，用來對射頻同軸開關(guān)電路的控制進行監(jiān)測；RS-232接ロ電路與人機交互界面通信，顯示控制信息；通過通用接ロ總線GPIB與計算機GPIB卡通信，完成自動控制。
全文摘要
一種基于ARM和DSP的射頻切換單元硬件系統(tǒng)，主要包括射頻自動控制系統(tǒng)下位機控制單元模塊和射頻自動控制系統(tǒng)上位機控制單元模塊，其中下位機控制單元模塊主要包括電源模塊電路、中央處理器TMS320F2808電路、通信模塊、射頻同軸開關(guān)電路、模塊地址選擇電路和溫度電路；上位機控制單元模塊主要包括電源模塊電路、中央處理器AT91F40816電路和通用接口總線GPIB電路等。整個上位機控制單元模塊通過RS-485接口電路與下位機通信，用來對射頻同軸開關(guān)電路的控制進行監(jiān)測；并通過通用接口總線GPIB與計算機通信，完成自動控制。
文檔編號G05B19/042GK102662341SQ20121007343
公開日2012年9月12日 申請日期2012年3月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月20日
發(fā)明者劉曉勇, 宋起柱, 張莎, 李吉, 王俊峰, 許巧春 申請人:國家無線電監(jiān)測中心檢測中心, 天維訊達無線電設(shè)備檢測(北京)有限責(zé)任公司