摘 要： 闡述了用單片機實現(xiàn)同時解調(diào)多路IRIG-B碼的應用設計,，利用單片機中斷查詢的方法，以有限的單片機資源實現(xiàn)最多可同時解調(diào)8路IRIG-B碼,。
關鍵詞： IRIG-B碼,；時間碼；B(AC)碼,；B(DC)碼,；碼元；同步誤差
IRIG-B碼(以下簡稱B碼)是美國靶場測量組推薦的格式時間碼之一,，該碼在世界各國靶場應用廣泛,。B碼又分為直流碼IRIG-B(DC)碼(以下簡稱DC碼)和交流碼IRIG-B(AC)碼(以下簡稱AC碼)，DC碼傳輸距離小但授時同步誤差小,，AC碼傳輸遠但授時同步誤差相對較大,。詳細的B碼波形及信息定義請參閱參考文獻[1]。B碼授時需要授時終端回送B碼作為自動測量和監(jiān)控同步誤差的依據(jù),。因此,，在點對多B碼授時體系中，將存在一臺設備同時解調(diào)多路B碼現(xiàn)象,，用單片機完成多路B碼解調(diào)任務具有節(jié)省硬件資源,、控制靈活等特點。本文以W78E058B單片機為基礎,，提出了基于單片機的多路解調(diào)IRIG-B碼的應用設計方法,。
1 設計原理
1.1 B碼授時原理
時間終端設備通過接收B碼授時，同時產(chǎn)生B碼回送上級時間設備,，上級時間設備負責送出授時B碼并測量時延和監(jiān)視授時情況,，如圖1所示。時間終端設備解調(diào)授時B碼得到時,、分,、秒等時間信息和秒頭，用于B碼同步,；時間設備解調(diào)回送B碼得到時,、分、秒等時間信息和秒頭,，用于測量B碼環(huán)路時延并監(jiān)視授時情況,，如圖2所示。
1.2 單片機解碼原理
AC碼經(jīng)解調(diào)電路解調(diào)得到DC碼,，單片機通過解讀DC碼可以得到B碼信息,。DC碼信息由基本碼元組成，每碼元占用10 ms的時間寬度,。碼元含義依據(jù)高低電平寬度來定義,，分為“0碼”,、“1碼”和“P碼”，如圖3所示,。
用1 kHz信號作為外中斷源,，中斷服務程序?qū)Ω髀稤C碼高低電平分別計數(shù)，計數(shù)結(jié)果作為判定碼元信息位的依據(jù),。
1.3 容錯機制
計數(shù)用的1 kHz信號由本地時鐘分頻產(chǎn)生,，其與各路DC碼存在相位漂移。當1 kHz和DC碼的邊沿非常接近時會存在冒險現(xiàn)象,，這將使計數(shù)結(jié)果可能出現(xiàn)±1的偏差,。例如，高電平實際寬度為2 ms,，出現(xiàn)冒險時,，可能誤計為1 ms或3 ms。因此,，設計容錯機制為：計數(shù)結(jié)果為1 ms,、2 ms、3 ms時,，判定為0碼,；計數(shù)結(jié)果為4 ms、5 ms,、6 ms時,，判定為1碼；計數(shù)結(jié)果為7 ms,、8 ms、9 ms時,，判定為P碼,。理論和實踐證明，此容錯機制有效率為100%,。
2 應用設計
2.1 硬件設計
用W78E058B單片機來實現(xiàn)解碼(最多可同時解調(diào)8路B碼),。端口分配為：P0口用作數(shù)據(jù)端口和低位地址口，P1口輸入8路DC碼,，P2口低4位作為高位地址口,，高4位和P4口作為8路解碼秒頭標志信號出。本地1 kHz接入INT0作為單片機解碼中斷服務程序觸發(fā)中斷源,，中斷服務程序中依次對8路DC碼計數(shù)識別,，解讀到的B碼信息由P0口寫入專用雙口RAM芯片。解碼秒頭標志信號與相應的DC碼經(jīng)觸發(fā)裝置得到對應某路解調(diào)秒頭信號,。至此8路B碼解調(diào)硬件設計任務完成,。
2.2 軟件實現(xiàn)
2.2.1 單片機初始化
開啟輔助RAM區(qū)AUX-RAM,，共256 B，存放8路前一秒B碼信息,，每路每秒B碼信息占用10 B,，8路B碼信息需80 B。
CHPNER EQU F6H
CHPCON EQU BFH
MOV CHPNER,，#87H
MOV CHPCON,，#59H
ORL CHPCON，#00010000B,；打開AUX-RAM
MOV CHPCON,，#00H
P4口默認為I/O端口，可不設置,。INT0設置為負邊沿觸發(fā)中斷方式,。
2.2.2 中斷服務程序
中斷服務程序ZDINT0依次對8路DC碼(P1口)進行信息解讀，每路解讀程序流程如圖4所示,。
本理論是在多年實踐的基礎上提出來的,，并且在研制時間設備對時同步檢測儀過程采用了該技術，經(jīng)設備運行和實際使用環(huán)境檢測符合設計要求,，該設計性能良好,。如果用更高配置的CPU來代替W78E058B，則CPU剩余的資源還可以完成時間設備的其他功能任務,。在點對多時間體系中,，時間設備可以減少大量的硬件資源，設備在完成相同功能的情況下完全可以做到小型化,，而且設備在維修性,、可靠性和靈活性方面也有很大的提高。
參考文獻
[1] 國防科學技術工業(yè)委員會.B時間碼接口終端[S].GJB2991-97,，1997：2-3.