P80C592芯片在基于CAN總線(xiàn)顯示通訊模塊中應用

　　1　P80C592芯片簡(jiǎn)介

　　P80C592是PHILIPS公司采用先進(jìn)的COMS工藝制造的高性能8位單片機。該單片機的指令集與80C51 完全兼容，但在80C51標準特性的基礎上又增加了一些對于應用具有重要作用的硬件功能。P80C592是P8XC592的無(wú)片內ROM版本，是現有P8XC522和Philips CAN控制器PCA82C200功能相結合的產(chǎn)物。該器件具有下列特性：

　　●帶有80C51中心處理單元(CPU);

　　●帶2×256 B的片內RAM，外部可擴展至64kB;

　　●具有兩個(gè)標準的16位定時(shí)器/計數器;

　　●新增一個(gè)包括四個(gè)捕捉和三個(gè)比較寄存器的16位定時(shí)器/計數器;

　　●具有8路模擬量輸進(jìn)的10位ADC變換器;

　　●帶有兩路分辨率為8位的脈沖寬度調制輸出;

　　●具有兩級優(yōu)先權的15個(gè)中斷源(可以有2～6個(gè)外部中斷源);

　　●具有五組8位I/O端口和一組與ADC模擬量輸進(jìn)共用的8位輸進(jìn)口;

　　●帶有與內部RAM進(jìn)行DMA數據傳送的CAN控制器;

　　●內含具有總線(xiàn)故障治理功能的1Mbps CAN控制器;

　　●VDD/2基準電壓;

　　●具有與標準80C51兼容的全雙工UART模式;

　　●帶有在片監視跟蹤定時(shí)器(WDT);

　　●時(shí)鐘頻率為1.2MHz～16MHz。

　　圖2 顯示通訊模塊的外部存儲器擴展電路

　　2　顯示通訊模塊的結構設計

　　基于CAN總線(xiàn)的顯示通訊模塊的結構框圖如圖1所示，該模塊采用以帶有在片CAN的微處理器P80C592為核心設計的液晶接口電路，并采用大規模液晶顯示屏DMF50081NB-FW作為顯示設備，同時(shí)選用SED1330作液晶控制器，從而實(shí)現了友好的人機對話(huà)界面。

　　該顯示通訊模塊包含1顆支持CAN總線(xiàn)的產(chǎn)業(yè)級CPU(P80C592)，該CPU通過(guò)CAN總線(xiàn)接收各數據采集處理模塊及其它功能模塊的8路振動(dòng)信號數據、快速傅立葉變換等處理結果，并通過(guò)LCD(DMF50081NB-FW)顯示，同時(shí)可根據用戶(hù)指令進(jìn)行FLASH電子盤(pán)存取，并通過(guò)通訊接口傳送至上位機數據分析治理軟件。此外，CPU還負責按鍵治理、人機交互、參數設置、系統組態(tài)、時(shí)鐘設置、數據暫存、對外通訊、環(huán)境溫度監測等功能的控制。

　　該顯示通訊模塊以DMF50081NB-FW作為顯示設備，以SED1330作為液晶顯示控制器，并且用外擴的32kB的數據存儲器RAM(62256)作為外擴的字符發(fā)生器。另外，該模塊還設計了一個(gè)鍵盤(pán)電路，用以實(shí)現用戶(hù)對儀器的各項操縱。模塊所帶的一塊40Mbit的FLASH電子盤(pán)可用來(lái)實(shí)現小規?，F場(chǎng)數據的存取以及軟件的在線(xiàn)升級。由于系統要求進(jìn)行時(shí)鐘設置，因此在顯示通訊模塊中還用DS1302時(shí)鐘芯片設計了一個(gè)時(shí)鐘電路。

　　3　外部存儲器擴展電路

　　該顯示通訊模塊以P80C592為主控制器，同時(shí)借助于單片機的P0、P2口和8位數據總線(xiàn)方式來(lái)擴展32kB程序存儲器EPROM(AT29C256)、128kB數據存儲器RAM(628128)以及4Mbit的FLASH電子盤(pán)(29F040)。其電路原理圖如圖2所示。由于外部存儲器的總量超過(guò)了64kB，因此，選用GAL16V8譯碼器來(lái)實(shí)現P80C592對各個(gè)存儲器的邏輯控制。

　　3.1 32kB程序存儲器AT29C256

　　由于P80C592沒(méi)有片內ROM，因此必須用外擴的程序存儲器來(lái)存放系統的主程序，其存儲器系統如圖3所示。其中AT29C256讀出時(shí)作為程序存儲器，占用的是程序存儲器0000H～7FFFH空間;寫(xiě)進(jìn)時(shí)(升級程序時(shí))作為數據存儲器，占用的是數據存儲器0000H～7FFFH空間。當A15(P2.7)為1時(shí)，該器件處于寫(xiě)保護狀態(tài)，而在A(yíng)15為0時(shí)，即可寫(xiě)進(jìn)數據。主程序的大小在10kB左右，加上容錯及冗余設計等因素，總的程序容量也在16kB以下。由于目前市場(chǎng)上32kB以下的EPROM已不易買(mǎi)到，且價(jià)格相差無(wú)幾，再加上考慮到將來(lái)系統的在線(xiàn)升級，因此，系統采用了32kB的EPROM，由于大容量的EPROM有利于系統的升級和芯片的重復利用。

　　3.2 128kB數據存儲器RAM(628128)

　　實(shí)際上628128數據存儲器RAM與4Mbit FLASH電子盤(pán)(29F040)復用8000～FFFH地址空間。當GAL16V8的RAM(F5腳)為0時(shí)選擇RAM有效。該器件在讀出時(shí)，既可作為程序存儲器(MOVC讀)，又可作為數據存儲器(MOVX讀);寫(xiě)進(jìn)時(shí)則只能作為數據存儲器(MOVX寫(xiě))。此外，通過(guò)P80C92的EA15(P1.0)、EA16(P1.1)可將RAM分成32kB的4個(gè)區， 以便于數據的存取。當GAL16V8的RAM.RD(F7腳)為0時(shí)，即可讀取RAM的數據;而當GAL16V8的RAM.RD(F7腳)為1時(shí)，則表示可以往RAM中寫(xiě)數據了。

　　3.3 4Mbit FLASH電子盤(pán)(29F040)

　　對于便攜式振動(dòng)分析系統來(lái)說(shuō)，保存現場(chǎng)的數據對將來(lái)的分析是非常重要的。因此在通訊顯示模塊外擴展了4Mbit的外設29F040。29F040是一塊4Mbit(512k×8bit)、5.0V電壓供電的FLASH存儲器。它的訪(fǎng)問(wèn)時(shí)間為55ns～150ns，答應微處理器無(wú)等待處理。它具有獨立的片選信號(CE)、寫(xiě)使能WE　和輸出使能(OE)控制，同時(shí)具有可變塊擦除結構，它內含8個(gè)64k字節的扇區(如圖4所示)，并具有單個(gè)扇區、多個(gè)扇區、整個(gè)FLAH擦除功能;另外，它還具有單個(gè)扇區、多個(gè)扇區保護功能。8個(gè)扇區由地址線(xiàn)A16～A18來(lái)區分(見(jiàn)表1)，而這三個(gè)地址線(xiàn)則分別由P80C592的P2.1～P2.3來(lái)控制。片選信號CE可由A15(P2.7)來(lái)控制。讀寫(xiě)由GAL16V8的FLAH.WR(F6腳)來(lái)完成。

　　表1 29F040的扇區地址區分

　　扇 區 A18 A17 A16 扇區0 0 0 0 扇區1 0 0 1 扇區2 0 1 0 扇區3 0 1 1 扇區4 1 0 0 扇區5 1 0 1 扇區6 1 1 0 扇區7 1 1 1

　　4　顯示通訊模塊的軟件設計

　　圖5所示是顯示通訊模塊系統軟件設計的總體流程。它主要完成三個(gè)功能：初始化、與數據采集處理模塊的CAN通訊、字符、圖形和漢字顯示。初始化功能主要是對SED1330、80C592、DSP TMS320C25進(jìn)行初始化。與采集處理模塊的CAN通訊是在顯示通訊模塊和數據采集處理模塊的兩片80C592之間進(jìn)行的，主要作用是通過(guò)CAN總線(xiàn)將初始化設置傳送到數據采集處理單元，并接收各采集處理模塊及其它功能模塊的數據和處理結果，同時(shí)根據用戶(hù)指令進(jìn)行FLASH電子盤(pán)的存取等。字符、圖形和漢字顯示可為系統建立一個(gè)友好的用戶(hù)界面，并將數據、波形及處理結果顯示出來(lái)，以供現場(chǎng)職員參考和分析。這三個(gè)功能可以在各個(gè)相應的子程序中完成。

　　5　結束語(yǔ)

　　本文具體先容了PHILIPS公司的P80C592芯片的主要功能特點(diǎn)，具體先容了該芯片在顯示通訊模塊當中的具體應用。本文所述的顯示通訊模塊目前已經(jīng)應用于便攜式旋轉機械振動(dòng)分析系統，并且在多家電廠(chǎng)得到了成功的應用。實(shí)際應用表明，P80C592具有很好的推廣價(jià)值。