基于雙處理器的點(diǎn)焊控制系統的硬件設計

4 MCU模塊的設計

4.1 MCU擴展系統

在本設計中，MCU選用89C51，并擴展了片外ROM27512（64KB）和片外RAM6264（8KB），如圖4所示。MCU用作液晶顯示的數據線(xiàn)；P2口用作高位地址線(xiàn)，其高3位P25、P26、P27同時(shí)還作譯碼器74LS138的輸入，該譯碼器的輸出為片外RAM的尋址訪(fǎng)問(wèn)信號。片外鎖存器和RAM 6264是統一編址的，即每一片鎖存器都有自己的地址。

4.2 人機接口 4.3 MCU與DSP的通訊

在本設計中，鍵盤(pán)包括“0～9”、“.”、“確認”、“上翻”、“下翻”、“取消”、“暫停”等共16個(gè)鍵位，故采用4×4的矩陣式方案。矩陣式鍵盤(pán)由行線(xiàn)和列線(xiàn)組成，按鍵設置在行、列線(xiàn)的交點(diǎn)上。行、列線(xiàn)分別連接到按鍵開(kāi)關(guān)的兩端。行線(xiàn)通過(guò)上拉電阻接到+5V上。無(wú)按鍵動(dòng)作時(shí)，行線(xiàn)處于高電平；而當有鍵按下時(shí)，行線(xiàn)電平狀態(tài)將由與此行線(xiàn)相連的列線(xiàn)電平?jīng)Q定。列線(xiàn)電平如果為低，則行線(xiàn)電平為低；列堅電平為高，則行線(xiàn)電平為高。從而可以識別出按鍵是否按下。

鍵盤(pán)電路主要由單片機的P0口、八相反相緩沖器74LS240、鎖存器74LS273以及一些上拉電阻組成。P0口用作數據線(xiàn)，八相反相緩沖器74LS240緩沖行線(xiàn)的信號，鎖存器74LS273鎖存從P0口送給列線(xiàn)的信號。對八相反相緩沖器74LS240所緩沖的行線(xiàn)的值的讀取是通過(guò)譯碼器74LS138輸出的譯碼信號G5來(lái)控制的，其讀地址為BFFFH；而對鎖存器74LS273的控制則是通過(guò)譯碼器輸出的G6來(lái)控制的，對列的寫(xiě)地址為DFFFH。

在本設計中選用的液晶顯示器是信利公司的MG12232-5。該液晶顯示器帶背光及溫度補償功能，左右有主、從兩個(gè)控制器SED1520，上下分4頁(yè)。漢字顯示采用12×12點(diǎn)陣，數字、符號顯示采用12×6點(diǎn)陣。每個(gè)漢字占24字節，數字、符號占12字節，均燒入程序存儲器。

液晶顯示電路的工作原理為：由MCU通過(guò)P1口向液晶顯示器的數據線(xiàn)DB口輸出顯示數據和控制指令，通過(guò)P3口向液晶顯示器輸出對E1、E2、A0、RST端口的控制字。液晶顯示器的E1、E2、A0、RST口信號分別為主控制器讀寫(xiě)使能信號、從控制器使能信號、顯示或指令選擇信號以及復位信號。

使用液晶顯示器首先需要進(jìn)行初始化，其工作在規定的方式中。液晶初始化包括：復位、休閑狀態(tài)設置、設置占空比、排序設置、設置顯示起始行、開(kāi)顯示、自動(dòng)顯示的方向設置等。這些命令在操作中都是作為指令寫(xiě)入控制器的。然后再將要顯示的漢字或字符數據送給液晶顯示器，液晶顯示器即可按控制字的要求進(jìn)行顯示。

該通訊電路由三片緩沖器74LS244（U6001、U6002及U6008、MCU的P0口以及DSP的X_D[0～7]口組成，如圖5、圖6所示。各緩沖器的控制信號由譯碼器138的輸出G1、G2、G3、G4組成。其中，U6001負責將MCU的數據送到DSP，U6002負責把DSP的數據送到MCU，而U6008則負責發(fā)送MCU與DSP之間的通訊請求和確認信號。

DSP向MCU發(fā)送數據的過(guò)程為：DSP將數據通過(guò)X_D[0～7]口輸出至緩沖器U6002，同時(shí)由X_XF發(fā)送通訊請求信號至MPU的P00口，MCU檢測到該信號后，讀取緩沖器U6002的數據，然后通過(guò)P02口發(fā)給DSP一個(gè)確認信號。

MCU向DSP發(fā)送數據的過(guò)程與上相似。

模擬試驗表明，本文介紹的硬件系統可以滿(mǎn)足工作要求，為下一步的研究提供了良好的平臺。作者試運行了電流有效值的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )求解和可控硅模糊控制等自編程序，均獲得了良好的預期效果。