2 系統(tǒng)硬件實現

2．1 4路串口擴展電路

4路串口擴展電路由TL16C554A芯片實現。TL16C554A是一個整合4個通道即TL16C550C的增強型異步通信組件(ACE)。它的每個通道能從外圍設備或MODEM接收數據，實現串--并轉換；同時，它也可以從CPU端接收數據，實現并--串轉換。CPU可以在工作時隨時查詢每一個通道的完整狀態(tài)，監(jiān)視各種命令的執(zhí)行及任何發(fā)生的錯誤。

TL16C554A四通道異步通信組件可以置于交替于交替FIFO模式，該模式激活內部FIFO以使16個字節(jié)(加上接收FIFO中每個字節(jié)的3位誤差數據)可以同時存儲在接收與發(fā)送模式中。FIFO工作模式具有自動流控特點，可以極大地降低軟件開銷，并且可以通過輸出信號和輸入信號自動控制串行數據流來提高系統(tǒng)效率。所有邏輯均在片內以便使系統(tǒng)開銷最小，使系統(tǒng)效率最高。這2個引腳端還用于對直接存儲器訪問(DMA)傳送信號。每個異步通信組件都含有一個可編程的波特率發(fā)生器，可以將定時基準時鐘輸入除以1到216-1之間的任意數。

串口擴展電路原理圖如圖2所示，主控芯片AT89S52的高3位地址A15，A14，A13經譯碼器譯碼后可獲得8路選擇地址，其中74LS138輸出分別與TL16C554A的CSA，CSB，CSC，CSD相連，是各路串口的選通信號輸入端。AT89S52的P0口與TL16C554A的D0～D7相連作為數據總線。P3．6和P3．7即圖2中分別控制TL16C554A的讀寫作為控制總線。單片機P0口經74HC573鎖存器后可獲得低8位地址A0～A7，將其中A0～A2與TL16C554A的A0～A2引腳相連，配合可形成地址總行，從而完成單片機對TL16C554A芯片的編程及數據的讀寫。

TL16C554A的4路串行數據中斷信號接至輸入或非門輸入端，或非門輸出端接入單片機外部中斷0輸入端，入圖2中／INT0。當串口有數據輸入時TL16C554A能夠產生中斷信號輸出以通知單片機外部數據輸入而進行中斷處理。為區(qū)分產生中斷時具體是哪一路中斷，將TL16C554的INTA-INTD分別與單片機的P1．0～P1．3相連，在讀取串口的中斷數據前先讀取P1．0～P1．3的狀態(tài)以明確數據的輸入源。

2．2 USB接口擴展電路

USB口擴展由CH375芯片實現。CH375是南京沁恒有限公司生產的USB總線的通用接口芯片。它的主要特點是價格便宜、接口方便、可靠性高。支持USB-HOST主機方式和USB-DEVICE／SLAVE設備方式。CH375的USB主機方式支持常用的USB全速設備，外部單片機需要編寫固件程序按照相應的USB協議與USB設備通信。但是對于常用的USB存儲設備，CH375的內置固件可以自動處理Mass-Storage海量存儲設備的專用通信協議，通常情況下，外部單片機不需要編寫固件程序．就可以直接讀寫USB存儲設備中的數據。CH375和單片機的通信有2種方式：并行方式和串行方式。USB擴展電路原理圖如圖3所示，CH375芯片設置為內置固件模式，使用12 MHz晶體。單片機P0口與CH375的D0～D7相連作為數據總線，譯碼器輸出與CH375的相連片選該芯片，單片機A0與CH375的A0相連，可選擇CH375的地址或是數據輸入與輸出。當A0為高電平是D0～D7的傳輸的是地址，低電平時傳輸的是數據。P3．6和P3．7分別控制CH375的讀寫操作。CH375的接單片機的輸入端，當有數據通過USB口輸入時產生中斷信號，通知單片機進行數據處理。當CH375芯片初始化后并成功與主機連通之后，指示燈亮。

2．3?步進電機驅動電路

穩(wěn)定云臺控制即為三自由度步進電機控制，即控制遙感傳感器的俯仰角、橫滾角和航向角使穩(wěn)定云臺保持水平(或垂直)狀態(tài)。步進電機驅動由THB6128芯片實現，單片機只需輸出步進電機運行方向和脈沖信號即可達到控制步進電機的目的。

THB6128是高細分兩相混合式步進電機驅動專用芯片，通過單片機輸出控制信號，即可設計出高性能、多細分的驅動電路。其特點為雙全橋MOSFET驅動，低導通電阻Ron=0．55 Ω，最高耐壓36 V，大電流2．2 A(峰值)，多種細分可選，最高可達128細分，具有自動半流鎖定功能，快衰、慢衰、混合式衰減3種衰減方式可選，內置溫度保護及過流保護。圖4為航向角步進電機驅動電路，俯仰角、橫滾角步進電機驅動與之相同。圖中CP1與U／D分別為單片機給出的驅動脈沖與電機運行方向控制信號。M1，M2，M3為電機驅動細分數選擇信號輸入，由撥碼開關人為控制。FDT1與VREG1分別為衰減模式選擇電壓與電流控制電壓輸入端。當3．5 V