空調主板顯示數據實(shí)時(shí)監測電路的設計(05-100)

 

　　圖2.顯示驅動(dòng)芯片PT6961芯片引腳圖

　　監測電路的另一重要功能是模擬空調遙控器的信號來(lái)測試空調主板的各項功能,結合空調主板的特點(diǎn)：遙控信號是由廠(chǎng)方掩膜芯片生成的PWM信號,并調制在38KHz紅外載波;在主板由紅外接收器件解調后直接輸送給單片機I/O腳。在設計監測電路時(shí)模擬遙控信號有二種方案,第一種方案是：由監測電路的單片機模擬遙控器上各相關(guān)按鍵動(dòng)作,仍由遙控器發(fā)送紅外指令;第二種方案是：直接由監測電路的單片機I/O腳輸出PWM信號,該PWM信號與紅外接收器輸出的PWM信號呈并聯(lián)方式(邏輯與的關(guān)系)。第一方案對監測電路的單片機軟件要求簡(jiǎn)單,但硬件組成復雜,涉及到監測電路與遙控器連接線(xiàn)的問(wèn)題,當空調遙控器型號不同連接方式將隨之改變。第二方案硬件簡(jiǎn)單,當生產(chǎn)空調主板改型時(shí)只需配置軟件協(xié)議即可,鑒于在實(shí)際測試過(guò)程中,遙控器與監測電路同時(shí)輸出遙控信號的概率極小;而且即使出現該現象,對各相關(guān)硬件電路沒(méi)有任何影響,只是空調主板對該次PWM信號無(wú)法正確識別而已。因此,監測電路采用后一方案。

　　監測電路與工控機之間的通訊任務(wù)包括：監測電路傳送顯示數據給工控機,該數據是計算機判別所檢測的空調主板工作狀態(tài)的依據;工控機下達各測試流程遙控命令至監測電路。

　　監測電路單片機軟件與通訊協(xié)議

　　監測電路對顯示數據的采集與處理

　　空調主板單片機與顯示驅動(dòng)芯片PT6961同步串行通訊數據格式(如圖3所示)包含：Command　2、Command　3、Data1至Data　n、Command　1和Command　4。其中Command　2為數據配置命令用于描述本次串行通訊完成的任務(wù)：讀鍵盤(pán)數據或寫(xiě)顯示數據模式;Command　3地址配置命令設定本次傳輸數據的開(kāi)始地址(允許值為00H至0DH);Command　1顯示模式設置命令,設置值與PT6961掃描顯示接法有關(guān),一旦外圍電路確定該命令值不變;Command　4顯示控制命令用于關(guān)閉和開(kāi)啟PT6961的顯示輸出、配置顯示輸出脈沖模式。在所監測的空調主板中固定地傳送14字節的Data,而Command?2、Command　3和Command　1在每次通訊中,其值保持不變,從而為軟件識別采集數據是否有效提供了必要的保證。

 

　　圖3.空調主板單片機與顯示驅動(dòng)芯片同步串行通訊數據格式監測電路

　　MCU外部中斷INT0、INT1配置為下降沿觸發(fā)中斷工作方式,監測電路在采集顯示數據時(shí),由STB信號觸發(fā)單片機的INT1中斷,并由INT1中斷處理程序開(kāi)啟INT0中斷。當CLK引起INT0中斷后,INT0中斷處理程序進(jìn)行一次顯示數據采集,并對命令字節進(jìn)行判斷,一旦出錯則放棄本次采集,否則采集完成固定長(cháng)度18字節后關(guān)閉INT0和INT1中斷,每次INT0中斷采集1字節數據,軟件采集流程如圖4所示。主程序則將顯示數據經(jīng)有效性處理后等待工控機的查詢(xún),同時(shí)允許下一次采集。

 

　　圖4.采集同步串行顯示數據流程

　　監測電路與工控機的串口通訊協(xié)議

　　監測電路與工控機之間采用標準RS232、半雙工通訊方式,數據速率由軟件配置：9600或19200Baud。每次數據通訊由工控機發(fā)起：查詢(xún)監測數據或發(fā)送遙控命令,監測電路根據功能碼做出相應的響應。

　　監測電路與工控機的通訊數據包括：查詢(xún)命令、顯示及其它監測數據、遙控命令和監測電路回送應答。顯示數據由8個(gè)字節的二進(jìn)制數組成,具體每個(gè)二進(jìn)制位表達含義由空調品種決定;串口通訊中將這些數據按高低4位分別編碼成相應的ASCII碼。而遙控器編碼規范采用特殊的編碼格式,包括：引導碼、幀間分隔符、數據“0”、數據“1”和一次發(fā)碼的終止符,這些碼字分別采用不同時(shí)間長(cháng)度的脈沖來(lái)表達;而且具體的編碼序列隨空調品種的不同而存在差異。為了在串口上傳送遙控器命令序列,通訊編碼采用ASCII代碼,并為遙控碼分配特殊ASCII碼(如：引導碼為6CH,遙控信號幀間分隔符為7CH),具體通訊協(xié)議如表1描述。

　　表1.RS232通訊幀格式

 

　　利用通訊協(xié)議的約定,實(shí)現遙控命令和其它數據的區別;并由工控機根據測試空調主板的品種自動(dòng)生成遙控命令序列,擴大實(shí)時(shí)監測電路的適用范圍,提高整個(gè)空調主板生產(chǎn)測試系統的靈活性。

　　結語(yǔ)

　　由于空調主板中的單片機與PT6961的同步串行通訊數據速率較高,實(shí)時(shí)監測電路的控制器采用P89C51RD2,晶振使用24.576MHz,并配置MCU工作在雙倍速(6分頻)模式下?？照{主板顯示數據的刷新速率并不高,往往間隔達到0.6秒;并且顯示數據的內容變化不大,因此沒(méi)有必要在空調主板MCU每次刷新PT6961都進(jìn)行采集。

　　通過(guò)實(shí)驗與測試分析,經(jīng)過(guò)單片機軟件處理后上傳工控機的顯示數據準確率達到99.5%以上,能夠很好地滿(mǎn)足空調主板生產(chǎn)自動(dòng)測試系統的要求。采用實(shí)時(shí)監測電路的測試系統具有高可靠性、高實(shí)用性、高擴展性等優(yōu)點(diǎn),從而提高了空調主板生產(chǎn)測試的自動(dòng)化水平。

　　參考文獻

　　[1]葉林章主編,《微機與單片機原理及應用》,1995年8月第1版,上海：復旦大學(xué)出版社

　　[2]李行善　左毅　孫杰主編,《自動(dòng)測試系統集成技術(shù)》,北京：電子工業(yè)出版社,2004年

　　[3]Princeton　Technology　Corp.PT6961　V1.0;May.2002

　　[4]**廠(chǎng)空調遙控器功能說(shuō)明書(shū)　2004版