九十年代以來，我國從俄羅斯相繼引進(jìn)了不同型號的導(dǎo)彈，同時(shí)，也引進(jìn)了配套的導(dǎo)彈測試系統(tǒng)。近年來，隨著導(dǎo)彈測試系統(tǒng)壽命的臨近，在國內(nèi)現(xiàn)有技術(shù)基礎(chǔ)上延長其使用壽命是維修保障部門的重要任務(wù)。為此研制導(dǎo)彈測試系統(tǒng)關(guān)鍵部件的備件，成為延長系統(tǒng)壽命的一個(gè)重要手段。

　　文中依據(jù)某型導(dǎo)彈測試設(shè)備的要求，設(shè)計(jì)并研制了基于ISA總線的多通道控制電路：該電路集成了16 路光電隔離輸入通道和8路單刀雙擲（SPDT）繼電器輸出通道，每一路輸入或輸出通道都配有指示燈實(shí)時(shí)標(biāo)識目前的狀態(tài)。在測試系統(tǒng)中，該控制電路可在 ISA測試總線的控制下將數(shù)據(jù)信號、指令信號和電源信號分配至不同電路，實(shí)現(xiàn)對導(dǎo)彈的自動測試。實(shí)際應(yīng)用結(jié)果表明，研制的多通道控制電路達(dá)到設(shè)計(jì)要求，可完全替代俄制電路。

　　1 ISA總線簡介

　　ISA（Industrial Standard Architecture）總線是IBM公司于1984年進(jìn)一步擴(kuò)充XT總線標(biāo)準(zhǔn)而形成的。ISA總線標(biāo)準(zhǔn)支持24位的地址線、16位的數(shù)據(jù)線；支持11 級中斷IRQ3~IRQ7、IRQ9~IRQ12、IRQ14~IRQ15;支持7個(gè)DMA傳輸通道DRQ0~DRQ3、DRQ5~DRQ7;支持主從控制、I/O等待和I/O校驗(yàn)等功能。為了與XT總線保持向下兼容，ISA總線在信號功能的定義和物理接口上均作了特殊的安排，即保持原有的XT總線不變，重新增加一個(gè)36線的連接插槽，分成C、D兩面，擴(kuò)充的功能設(shè)計(jì)在C、D兩面的信號線上。其引腳定義如下：

　　1）數(shù)據(jù)總線SD7~SD0 SD7~SD0為8位雙向三態(tài)數(shù)據(jù)總線，在芯片和主接口間傳輸命令、數(shù)據(jù)和狀態(tài)。SD7為最高位。

　　寄存器選擇引腳為SA9~SA4、SW DIP-6（板基址011001）和AEN#.這些引腳決定轉(zhuǎn)換是否響應(yīng)I/O周期，當(dāng)AEN#為邏輯低電平且SA9~SA4與6位撥動開關(guān)值完全匹配時(shí)，內(nèi)部產(chǎn)生一片選信號使轉(zhuǎn)換響應(yīng)I/O周期。

　　2）地址信號SA3~SA0 I/O讀寫操作時(shí)作為轉(zhuǎn)換電路上FPGA芯片內(nèi)的寄存器選擇信號。

　　3）讀寫信號IOR#，IOW#寫操作中，轉(zhuǎn)換在IOW#上升沿鎖存數(shù)據(jù)。讀操作中，當(dāng)IOR#有效時(shí)，轉(zhuǎn)換模塊直接驅(qū)動8位數(shù)據(jù)線。

　　4）中斷信號INTR 中斷狀態(tài)寄存器某使能中斷為真時(shí)，INTR有效。對INTR的有效聲明沒有最小脈寬要求。

　　5）IO通道準(zhǔn)備好信號IOCHRDY IO CHRDY變低表明當(dāng)前I/O周期需要被延長。寫周期中，當(dāng)數(shù)據(jù)從ISA總線上被鎖存時(shí)IO CHRDY變高。讀周期中，數(shù)據(jù)有效時(shí)IO CHRDY變高。進(jìn)行寄存器讀寫時(shí)IO CHRDY被拉低。IO CHRDY引腳用集電極開路邏輯門驅(qū)動，因此，此信號會由一個(gè)內(nèi)部上拉電阻上拉至邏輯高電平。

　　6）復(fù)位信號RESET RESET信號有效時(shí)觸發(fā)轉(zhuǎn)換模塊使FPGA硬重啟。

　　2 工作原理

　　如圖1所示，基于ISA總線的多通道控制電路由地址編碼、繼電器通道、光耦隔離電路等部分組成。其工作原理如下：電路工作時(shí)，首先將ISA總線的高位地址與板載撥碼開關(guān)設(shè)定的板基地址進(jìn)行比較，其低位地址通過地址編碼選通3個(gè)讀通道和1個(gè)寫通道。讀通道為端口1緩存、端口2緩存、端口3回讀通道，寫通道為端口3緩存通道。當(dāng)工控機(jī)需要讀取反饋信號時(shí)，反饋信號從接口CN2輸入16 路光耦，通過電阻和跳線模塊設(shè)定其工作模式，數(shù)據(jù)寫入端口1緩存和端口2緩存供工控機(jī)讀?。煌瑫r(shí)每路光耦對應(yīng)一個(gè)LED，實(shí)時(shí)顯示目前工作狀態(tài)。當(dāng)工控機(jī)需要將信號發(fā)出時(shí)，工控機(jī)將數(shù)據(jù)寫入端口3緩存，經(jīng)過繼電器驅(qū)動器驅(qū)動后，控制8路繼電器，由DB1輸出；同時(shí)，每路繼電器對應(yīng)一個(gè)LED，實(shí)時(shí)顯示目前狀態(tài)。寫入端口3的數(shù)據(jù)還可以通過回讀地址將其讀回，回讀地址與寫地址相同。

　　3 電路設(shè)計(jì)

　　按照工作原理可將多通道控制電路分為地址編碼電路、繼電器控制輸出通道電路和光耦隔離輸入通道電路3部分。