基于雙處理器的點焊控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計

4 MCU模塊的設(shè)計

4.1 MCU擴展系統(tǒng)

在本設(shè)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(shù)據(jù)線；P2口用作高位地址線，其高3位P25、P26、P27同時還作譯碼器74LS138的輸入，該譯碼器的輸出為片外RAM的尋址訪問信號。片外鎖存器和RAM 6264是統(tǒng)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(shè)計中，鍵盤包括“0～9”、“.”、“確認(rèn)”、“上翻”、“下翻”、“取消”、“暫停”等共16個鍵位，故采用4×4的矩陣式方案。矩陣式鍵盤由行線和列線組成，按鍵設(shè)置在行、列線的交點上。行、列線分別連接到按鍵開關(guān)的兩端。行線通過上拉電阻接到+5V上。無按鍵動作時，行線處于高電平；而當(dāng)有鍵按下時，行線電平狀態(tài)將由與此行線相連的列線電平?jīng)Q定。列線電平如果為低，則行線電平為低；列堅電平為高，則行線電平為高。從而可以識別出按鍵是否按下。

鍵盤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(shù)據(jù)線，八相反相緩沖器74LS240緩沖行線的信號，鎖存器74LS273鎖存從P0口送給列線的信號。對八相反相緩沖器74LS240所緩沖的行線的值的讀取是通過譯碼器74LS138輸出的譯碼信號G5來控制的，其讀地址為BFFFH；而對鎖存器74LS273的控制則是通過譯碼器輸出的G6來控制的，對列的寫地址為DFFFH。

在本設(shè)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、從兩個控制器SED1520，上下分4頁。漢字顯示采用12×12點陣，數(shù)字、符號顯示采用12×6點陣。每個漢字占24字節(jié)，數(shù)字、符號占12字節(jié)，均燒入程序存儲器。

液晶顯示電路的工作原理為：由MCU通過P1口向液晶顯示器的數(shù)據(jù)線DB口輸出顯示數(shù)據(jù)和控制指令，通過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使能信號、從控制器使能信號、顯示或指令選擇信號以及復(fù)位信號。

使用液晶顯示器首先需要進行初始化，其工作在規(guī)定的方式中。液晶初始化包括：復(fù)位、休閑狀態(tài)設(shè)置、設(shè)置占空比、排序設(shè)置、設(shè)置顯示起始行、開顯示、自動顯示的方向設(shè)置等。這些命令在操作中都是作為指令寫入控制器的。然后再將要顯示的漢字或字符數(shù)據(jù)送給液晶顯示器，液晶顯示器即可按控制字的要求進行顯示。

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(fù)責(zé)將MCU的數(shù)據(jù)送到DSP，U6002負(fù)責(zé)把DSP的數(shù)據(jù)送到MCU，而U6008則負(fù)責(zé)發(fā)送MCU與DSP之間的通訊請求和確認(rèn)信號。

DSP向MCU發(fā)送數(shù)據(jù)的過程為：DSP將數(shù)據(jù)通過X_D[0～7]口輸出至緩沖器U6002，同時由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(shù)據(jù)，然后通過P02口發(fā)給DSP一個確認(rèn)信號。

MCU向DSP發(fā)送數(shù)據(jù)的過程與上相似。

模擬試驗表明，本文介紹的硬件系統(tǒng)可以滿足工作要求，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(yù)期效果。