1553B通讯系统详解：主从架构与曼彻斯特编码实现

通用1553B通讯系统是一种专为航空航天和军事应用设计的高级串行通信标准，由北美防务协会（North American Defense Industry Association，NADIA）制定，旨在提供高可靠性和冗余性。它采用1MHz的低速率，尽管如此，其异步、半双工的通信方式支持复杂的网络拓扑和多终端连接。 1553B总线的核心特点是其命令/响应模式，允许一个主总线控制器（BC）管理和调度数据传输，同时确保各个远程终端（RT）之间的有序交互。系统通常包括一条主总线电缆和冗余电缆，最多支持30个终端，通过总线监视器（MT）监控网络运行状态。总线控制器负责网络的初始化、配置和故障检测，而远程终端则根据指定的地址执行发送或接收操作。 网络的电气特性包括了接口标准、耦合变压器（如B-3226，提供直接耦合和变压耦合两种模式）和特性阻抗的要求，以保证信号的稳定传输。信号采用曼彻斯特II型双相电平码，这种编码方式提高了数据的同步性和错误检测能力。 数据帧由一系列1553B消息组成，每个消息由多个字组成，每个字包含3位同步头、16位有效数据和1位奇偶校验位，区分了指令字、数据字和状态字。远程终端的地址是唯一的，从0到30，其中地址31为广播地址。此外，命令字中还包含了发送/接收指示位（T/R）和子地址/方式字段，用于指示操作类型和终端的子地址，支持方式控制和多任务处理。 1553B系统的部署考虑了信号线长度限制，直接耦合信号仅限于短距离，适合自检和调试，而变压耦合可以实现更远距离的通信，但可能需要更复杂的变压器。通用1553B通讯系统因其高度可靠性和灵活性，在航空航天和军事领域扮演了关键的角色，确保了关键系统的信息安全和实时通信需求。