空調(diào)主板顯示數(shù)據(jù)實(shí)時監(jiān)測電路的設(shè)計(jì)(05-100)

 

　　圖2.顯示驅(qū)動芯片PT6961芯片引腳圖

　　監(jiān)測電路的另一重要功能是模擬空調(diào)遙控器的信號來測試空調(diào)主板的各項(xiàng)功能,結(jié)合空調(diào)主板的特點(diǎn)：遙控信號是由廠方掩膜芯片生成的PWM信號,并調(diào)制在38KHz紅外載波;在主板由紅外接收器件解調(diào)后直接輸送給單片機(jī)I/O腳。在設(shè)計(jì)監(jiān)測電路時模擬遙控信號有二種方案,第一種方案是：由監(jiān)測電路的單片機(jī)模擬遙控器上各相關(guān)按鍵動作,仍由遙控器發(fā)送紅外指令;第二種方案是：直接由監(jiān)測電路的單片機(jī)I/O腳輸出PWM信號,該P(yáng)WM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(jiān)測電路的單片機(jī)軟件要求簡單,但硬件組成復(fù)雜,涉及到監(jiān)測電路與遙控器連接線的問題,當(dāng)空調(diào)遙控器型號不同連接方式將隨之改變。第二方案硬件簡單,當(dāng)生產(chǎn)空調(diào)主板改型時只需配置軟件協(xié)議即可,鑒于在實(shí)際測試過程中,遙控器與監(jiān)測電路同時輸出遙控信號的概率極小;而且即使出現(xiàn)該現(xiàn)象,對各相關(guān)硬件電路沒有任何影響,只是空調(diào)主板對該次PWM信號無法正確識別而已。因此,監(jiān)測電路采用后一方案。

　　監(jiān)測電路與工控機(jī)之間的通訊任務(wù)包括：監(jiān)測電路傳送顯示數(shù)據(jù)給工控機(jī),該數(shù)據(jù)是計(jì)算機(jī)判別所檢測的空調(diào)主板工作狀態(tài)的依據(jù);工控機(jī)下達(dá)各測試流程遙控命令至監(jiān)測電路。

　　監(jiān)測電路單片機(jī)軟件與通訊協(xié)議

　　監(jiān)測電路對顯示數(shù)據(jù)的采集與處理

　　空調(diào)主板單片機(jī)與顯示驅(qū)動芯片PT6961同步串行通訊數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)配置命令用于描述本次串行通訊完成的任務(wù)：讀鍵盤數(shù)據(jù)或?qū)戯@示數(shù)據(jù)模式;Command　3地址配置命令設(shè)定本次傳輸數(shù)據(jù)的開始地址(允許值為00H至0DH);Command　1顯示模式設(shè)置命令,設(shè)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)閉和開啟PT6961的顯示輸出、配置顯示輸出脈沖模式。在所監(jiān)測的空調(diào)主板中固定地傳送14字節(jié)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(shù)據(jù)是否有效提供了必要的保證。

 

　　圖3.空調(diào)主板單片機(jī)與顯示驅(qū)動芯片同步串行通訊數(shù)據(jù)格式監(jiān)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(jiān)測電路在采集顯示數(shù)據(jù)時,由STB信號觸發(fā)單片機(jī)的INT1中斷,并由INT1中斷處理程序開啟INT0中斷。當(dāng)CLK引起INT0中斷后,INT0中斷處理程序進(jìn)行一次顯示數(shù)據(jù)采集,并對命令字節(jié)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度18字節(jié)后關(guān)閉INT0和INT1中斷,每次INT0中斷采集1字節(jié)數(shù)據(jù),軟件采集流程如圖4所示。主程序則將顯示數(shù)據(jù)經(jīng)有效性處理后等待工控機(jī)的查詢,同時允許下一次采集。

 

　　圖4.采集同步串行顯示數(shù)據(jù)流程

　　監(jiān)測電路與工控機(jī)的串口通訊協(xié)議

　　監(jiān)測電路與工控機(jī)之間采用標(biāo)準(zhǔn)RS232、半雙工通訊方式,數(shù)據(jù)速率由軟件配置：9600或19200Baud。每次數(shù)據(jù)通訊由工控機(jī)發(fā)起：查詢監(jiān)測數(shù)據(jù)或發(fā)送遙控命令,監(jiān)測電路根據(jù)功能碼做出相應(yīng)的響應(yīng)。

　　監(jiān)測電路與工控機(jī)的通訊數(shù)據(jù)包括：查詢命令、顯示及其它監(jiān)測數(shù)據(jù)、遙控命令和監(jiān)測電路回送應(yīng)答。顯示數(shù)據(jù)由8個字節(jié)的二進(jìn)制數(shù)組成,具體每個二進(jìn)制位表達(dá)含義由空調(diào)品種決定;串口通訊中將這些數(shù)據(jù)按高低4位分別編碼成相應(yīng)的ASCII碼。而遙控器編碼規(guī)范采用特殊的編碼格式,包括：引導(dǎo)碼、幀間分隔符、數(shù)據(jù)“0”、數(shù)據(jù)“1”和一次發(fā)碼的終止符,這些碼字分別采用不同時間長度的脈沖來表達(dá);而且具體的編碼序列隨空調(diào)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(dǎo)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(xiàn)遙控命令和其它數(shù)據(jù)的區(qū)別;并由工控機(jī)根據(jù)測試空調(diào)主板的品種自動生成遙控命令序列,擴(kuò)大實(shí)時監(jiān)測電路的適用范圍,提高整個空調(diào)主板生產(chǎn)測試系統(tǒng)的靈活性。

　　結(jié)語

　　由于空調(diào)主板中的單片機(jī)與PT6961的同步串行通訊數(shù)據(jù)速率較高,實(shí)時監(jiān)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{(diào)主板顯示數(shù)據(jù)的刷新速率并不高,往往間隔達(dá)到0.6秒;并且顯示數(shù)據(jù)的內(nèi)容變化不大,因此沒有必要在空調(diào)主板MCU每次刷新PT6961都進(jìn)行采集。

　　通過實(shí)驗(yàn)與測試分析,經(jīng)過單片機(jī)軟件處理后上傳工控機(jī)的顯示數(shù)據(jù)準(zhǔn)確率達(dá)到99.5%以上,能夠很好地滿足空調(diào)主板生產(chǎn)自動測試系統(tǒng)的要求。采用實(shí)時監(jiān)測電路的測試系統(tǒng)具有高可靠性、高實(shí)用性、高擴(kuò)展性等優(yōu)點(diǎn),從而提高了空調(diào)主板生產(chǎn)測試的自動化水平。

　　參考文獻(xiàn)

　　[1]葉林章主編,《微機(jī)與單片機(jī)原理及應(yīng)用》,1995年8月第1版,上海：復(fù)旦大學(xué)出版社

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

　　[4]**廠空調(diào)遙控器功能說明書　2004版