空調主板顯示數據實時監測電路的設計(05-100)

 

　　圖2.顯示驅動芯片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測試空調主板的各項功能,結合空調主板的特點：遙控信號是由廠方掩膜芯片生成的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按鍵動作,仍由遙控器發送紅外指令;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信號呈并聯方式(邏輯與的關系)。第一方案對監測電路的單片機軟件要求簡單,但硬件組成復雜,涉及到監測電路與遙控器連接線的問題,當空調遙控器型號不同連接方式將隨之改變。第二方案硬件簡單,當生產空調主板改型時只需配置軟件協議即可,鑒于在實際測試過程中,遙控器與監測電路同時輸出遙控信號的概率極小;而且即使出現該現象,對各相關硬件電路沒有任何影響,只是空調主板對該次PWM信號無法正確識別而已。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：讀鍵盤數據或寫顯示數據模式;Command　3地址配置命令設定本次傳輸數據的開始地址(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,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閉和開啟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配置為下降沿觸發中斷工作方式,監測電路在采集顯示數據時,由STB信號觸發單片機的INT1中斷,并由INT1中斷處理程序開啟INT0中斷。當CLK引起INT0中斷后,INT0中斷處理程序進行一次顯示數據采集,并對命令字節進行判斷,一旦出錯則放棄本次采集,否則采集完成固定長度18字節后關閉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有效性處理后等待工控機的查詢,同時允許下一次采集。

 

　　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起：查詢監測數據或發送遙控命令,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個字節的二進制數組成,具體每個二進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;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),具體通訊協議如表1描述。

　　表1.RS232通訊幀格式

 

　　利用通訊協議的約定,實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生成遙控命令序列,擴大實時監測電路的適用范圍,提高整個空調主板生產測試系統的靈活性。

　　結語

　　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,實時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。空調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,因此沒有必要在空調主板MCU每次刷新PT6961都進行采集。

　　通過實驗與測試分析,經過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,能夠很好地滿足空調主板生產自動測試系統的要求。采用實時監測電路的測試系統具有高可靠性、高實用性、高擴展性等優點,從而提高了空調主板生產測試的自動化水平。

　　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：復旦大學出版社

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

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

　　[4]**廠空調遙控器功能說明書　2004版