【文章內(nèi)容簡介】 而且后者的定時精度直接影響輸出脈沖波形的頻率精度。同時考慮到系統(tǒng)顯示及按鍵處理的因素，本系統(tǒng)采用了雙 CPU系統(tǒng)設(shè)計構(gòu)架。 主系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)顯示按鍵管理、電鍍時間控制以及運行中的暫停等控制；從系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)產(chǎn)生開關(guān)管的驅(qū)動脈沖。數(shù)字控制系統(tǒng)的原理可用圖 41 表示： 數(shù)控電源的設(shè)計 14 主CP U從CP U驅(qū)動電路斬波電路數(shù)碼管顯示接口 鍵盤運行暫停結(jié)束等控制接口 圖 41 雙 CPU 系統(tǒng)原理示意圖 Figure 41 pair of CPU system principle schematic drawing 雙 CPU系統(tǒng)的關(guān)鍵是主、從 CPU之間的協(xié)調(diào)與通信實現(xiàn)。實現(xiàn)的約素是： 1)能夠滿足系統(tǒng)的實時性要求，響應(yīng)及時，并能完成系統(tǒng)的所有設(shè)計功能： 2)軟、硬件實現(xiàn)不能過于復(fù)雜。 雙 CPU 系統(tǒng)的若干形式 RAM 方式 使用一個 CPU有時會導(dǎo)致軟件編寫復(fù)雜，尤其當(dāng)多個外圍芯片發(fā)生中斷 請求時，容易到成數(shù)據(jù)處理的延誤。采用雙口 RAM 的雙 CPU 電路，整個電路分成 2 大部分，每個編有單獨的程序 ,各管理 1 部分 ,這樣可以減少軟件的編寫的難度 ,增加儀器工作的可靠性 .雙口RAM 產(chǎn)品的型號和規(guī)格較多，作為 2 個 CPU 交換信息的媒介，主 CPU 和次 CPU均可通過與雙口 RAM 相連的總線對雙口 RAM 進(jìn)行讀 /寫。由于雙口 RAM 大多具有雙總線，而且具有總線仲裁機(jī)構(gòu)，因此這種方式的特點是硬件簡單，但成本相對較高。這種方式的實現(xiàn)原理可用圖 42 來表示： CP U1CP U2總線狀態(tài)片選總線狀態(tài)片選左總線 右總線雙口 RA M 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 15 圖 42 雙口 RAM 方式雙 CPU 系統(tǒng) Figure 42 pair of mouth RAM way double CPU system 2．采用并口通信方式 采用這種方式的主要有兩種： (1)直接連接方式。 它是將兩個 CPU通過并行接口連接起來，實現(xiàn)協(xié)調(diào)與交流。圖 P34， P35 作為握手聯(lián)絡(luò)信號。顯然這種方式是以犧牲并行接口為代價的。索然是半雙工通信方式，但由于是并行通信方式，速度還是比串口方式要快。在并行接口緊張的應(yīng)用場合，需要權(quán)衡。 CPU 1CPU 28p1p34p35p1p34p35 圖 43 直 接并行方式 Figure 43 direct parallel way (2)間接連接方式 間接連接方式一般是通過并行接口電路來實現(xiàn)的。 CPU 1CPU 2片選 片選P0A0讀 / 寫A0讀 / 寫P0PAPBPC815 5 815 5 圖 44 間接并行方式 Figure 44 indirect parallel way 3 采用串行通信方式 數(shù)控電源的設(shè)計 16 串行通信方式，即主、從 CPU之間通過串行口或模擬串行接口進(jìn)行協(xié)調(diào)和交流。這種方式的特點是硬件簡單，軟件實現(xiàn)也很方便；但實時性相對較差，只適應(yīng)于數(shù)據(jù)量小的場合。 系統(tǒng)硬件的設(shè)計 基于 89C52 的主系統(tǒng)設(shè)計 1 主系統(tǒng)電原理設(shè)計 按照設(shè)計要求及方案，確定系統(tǒng)的功能模塊有顯示／按鍵電路、復(fù)位與看門狗電路、主 CPU系統(tǒng)、從 CPU系統(tǒng)、脈沖驅(qū)動放電路及脈沖電源的其他電路等。 2 主系統(tǒng)分析 (1)復(fù)位與看門狗電路 按照系統(tǒng)的設(shè)計要求及長期連續(xù)運行、工作環(huán)境惡劣等實際情況，本系統(tǒng)的復(fù)位必須考慮以下 3 種情況： 上電復(fù)位、手動復(fù)位及看門狗定時器溢出復(fù)位；因此，采用 MAX813L 電源監(jiān)視電路。主 CPU、從 CPU 系統(tǒng)共用復(fù)位信號，木的是當(dāng)系統(tǒng)中的任何一個子系統(tǒng)運行時常時，必須共同復(fù)位，以回復(fù)待機(jī)狀態(tài)，避免錯 誤運行。雖然“喂狗”信號來自主 CPU，表面上看，從系統(tǒng)的失常不至于引起監(jiān)視電路輸出復(fù)位信號；但事實上，如果對從系統(tǒng)的軟件進(jìn)行適當(dāng)處理，當(dāng)從系統(tǒng)工作失常后，也能讓主系統(tǒng)感知，然后強(qiáng)制電源監(jiān)視電路復(fù)位，也可以達(dá)到引起復(fù)位的目的。這里，比較好的做法是利用通信握手信號 SCOMM，即在從傳統(tǒng)的非常正常程序區(qū)的握手信號始終無效，此時主系統(tǒng)的串行查詢程序反復(fù)查詢，使得“喂狗”信號無法及時送出，從而引起溢出復(fù)位。 (2)主 CPU系統(tǒng) 主 CPU 系統(tǒng)主要管理顯示電路、按鍵電路、運行狀態(tài)控制及向從 CPU 系統(tǒng)發(fā)出脈沖參數(shù)等，核心是 89C52 單片機(jī)。其中的 PKEY 開關(guān)為暫停開關(guān)，通過 P12 與單片機(jī)接口，暫停時通過 P11 控制暫停指示燈發(fā)出光指示。“喂狗”信號由 P12 輸出，其實質(zhì)是一個負(fù)脈沖。主、從 CPU 系統(tǒng)的握手信號為 R/P。其中 R/P 用來由主 CPU 控制從 CPU 的運行與暫停， SCOMM 信號是從 CPU向主 CPU指示通信狀態(tài)的，成功結(jié)束有效；否則無效。 主系統(tǒng)顯示電路 考慮到電鍍的生產(chǎn)實際，顯示采用數(shù)碼管；同時為了減輕主 CPU的負(fù)擔(dān)，簡化硬件設(shè)備，顯示 /鍵盤電路通過 8279 專用接口芯片與單片機(jī)接口。由于系統(tǒng)設(shè)置 TON， TOFF， T遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 17 等參數(shù)的要求，以及運行中的電鍍時間的倒計時的需要，一共用了 3 組數(shù)碼管，每組 4 個數(shù)碼管。前 2 個參數(shù)的范圍為 ~，而后 1 個參數(shù)的范圍為 0~9999s，符合 8279的設(shè)計能力。 數(shù)碼管采用小型超高亮共陰數(shù)碼管。為了有所區(qū)別，前 2 個參數(shù)的顯示采用綠色，后1 個參數(shù)的顯示采用紅色。 TON， TOFF 參數(shù)在運行中始終顯示，而 T 參數(shù)則以秒為單位倒計時顯示，到 0 結(jié)束運行。通過 P15 引腳向 MAX813L 發(fā)出 RSTK1 信號，使系統(tǒng)復(fù)位，也即停止從 CPU的脈沖輸出，結(jié)束電鍍運行。 ABCDEFGDP124567910ABCDEFGDPCOM1COM2SMG LDG1 83G 11ABCDEFGDP124567910ABCDEFGDPCOM1COM2SMG LDG8 83G 24ABCDEFGDP124567910ABCDEFGDPCOM1COM2SMG LD G12 83G 34ABCDEFGDP124567910ABCDEFGDPCOM1COM2SMG LDG3 83G 13ABCDEFGDP124567910ABCDEFGDPCOM1COM2SMG LD G11 83G 33ABCDEFGDP124567910ABCDEFGDPCOM1COM2SMG LDG2 83G 12ABCDEFGDP124567910ABCDEFGDPCOM1COM2SMG LDG7 83G 23ABCDEFGDP124567910ABCDEFGDPCOM1COM2SMG LDG6 83G 22ABCDEFGDP124567910ABCDEFGDPCOM1COM2SMG LD G10 83G 13 2ABCDEFGDP124567910ABCDEFGDPCOM1COM2SMG LDG9 83G 31ABCDEFGDP124567910ABCDEFGDPCOM1COM2SMG LDG5 83G 21ABCDEFGDP124567910ABCDEFGDPCOM1COM2SMG LDG4 83G 14圖 45 數(shù)碼管電路 Figure 45 nixietube electric circu 數(shù)控電源的設(shè)計 18 專用芯片 8279 與鍵盤、顯示器接口 8279 是鍵盤、顯示器專用控制芯片。單位芯片就能完成鍵盤輸入和 LED 顯示控制兩種功能，因此使用 8279 可以減輕 CPU的負(fù)擔(dān)。由它構(gòu)成的標(biāo)準(zhǔn)鍵盤顯示器接口電路，顯示穩(wěn)定、程序簡單，不會出現(xiàn)誤動作，已被廣泛用于單片機(jī)系統(tǒng)中。 一、 8279 芯片引腳和功能 SL3OUTA3OUTA2OUTA1OUTA0OUTB3OUTB2OUTB1OUTB0SL2SL1SL0RL3RL2RL1RL0IRQWRRDCSA001234567DDDDDDDD8279CLKRESETBDRL4RL5RL6RL7SHIFTCNTL/STBV CCV SS123456789101112131415161718192021 22232425262728293031323334353637383940 圖 46 是 8279 芯片 的引腳圖。 Figure 46 is 8279 chip pin charts. 下面對部分引腳的功能作以介紹： IRQ：中斷請求、高電平有效。為輸出線。 D0~D7：數(shù)據(jù)總線，為雙向三態(tài)總線，同單片機(jī)數(shù)據(jù)總線相連；用于傳送 CPU 和 8279 之間的命令、數(shù)據(jù)和狀態(tài)等信息。 CS ：片選信號。 CS ＝ 0 時選中 8279，為輸入線。 CLK：系統(tǒng)時鐘。外部時鐘輸入，經(jīng)分頻后產(chǎn)生 100kHz，作為 8279 的內(nèi)部時鐘。 A0：數(shù)據(jù)選擇線。 A0＝ 1 時， CPU 寫稿 79 的數(shù)據(jù)為命令字、從 8279 讀出的數(shù)據(jù)為狀態(tài)；A0＝ 0 時， CPU讀寫的字節(jié)均為數(shù)據(jù)。 RL0~RL7：輸入線。平時保持為“ 1” ,當(dāng)鍵盤矩陣結(jié)點上有鍵閉合時，變?yōu)椤?0”。在方式作為 8 位輸入線。 SHIFT：移位信號。高電平有效，可用它擴(kuò)充鍵盤功能，作為上、下檔功能選擇鍵。遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 19 CNTL/STB：控制 /輸入線。高電平有效，常用于擴(kuò)充鍵的控制功能。在選輸入方式時，該信號的上升沿可將來自 RL0~RL7 的數(shù)據(jù)存入 FIFORAM 中。 SL0~SL3：掃描輸出線。用于鍵盤、顯示器或傳感器 陣列的掃描線。 OUTA0~OUTA3： A 組段顯示數(shù)據(jù)輸出線。 OUTB0~OUTB3： B 組段顯示數(shù)據(jù)輸出線。 A、 B 兩組可以單獨使用，也可以合并使用。與多位數(shù)字顯示的掃描線 SL0~SL3 BD：消陷輸出線低電平有效，當(dāng)有顯示切換或消陷命令時，使顯示器熄滅。利用鍵盤、顯示專用芯片 8279 能夠以較簡單的硬件電路和較少的軟件開銷實現(xiàn)型機(jī)與鍵盤和 LED 顯示器接口在。 二、 8279 與鍵盤 /顯示器的接口 圖 是 AT89S52 與 8279 的鍵盤、顯示器硬件連接的基本方 式。中斷請求線 IRQ 通過反相器接的 INT1 端。數(shù)據(jù)總線 D0~D7 接 AT89S52 的數(shù)據(jù)總線 P0 口。 WR、 RD直接相連。 CS由 AT89S52 的地址線選擇， A0 線一般也接 AT89S52 的一條地址線。時鐘由 AT89S52 的ALE 提供。 SHIFT 和 CHTL 內(nèi)部帶上拉電阻。 8279AT89S52ALERDWRIN T 174LS373G7Q01234567DDDDDDDDDDDDDDDD76543210A0CSRDWRIRQRL0RL1RL2RL3SL0SL1SL2OU TB0OU TB1OU TB2OU TB3OU