空调主板显示数据实时监测电路的设计(05-100)

 

　　图2.显示驱动芯片PT6961芯片引脚图

　　监测电路的另一重要功能是模拟空调遥控器的信号来测试空调主板的各项功能,结合空调主板的特点：遥控信号是由厂方掩膜芯片生成的PWM信号,并调制在38KHz红外载波;在主板由红外接收器件解调后直接输送给单片机I/O脚。在设计监测电路时模拟遥控信号有二种方案,第一种方案是：由监测电路的单片机模拟遥控器上各相关按键动作,仍由遥控器发送红外指令;第二种方案是：直接由监测电路的单片机I/O脚输出PWM信号,该PWM信号与红外接收器输出的PWM信号呈并联方式(逻辑与的关系)。第一方案对监测电路的单片机软件要求简单,但硬件组成复杂,涉及到监测电路与遥控器连接线的问题,当空调遥控器型号不同连接方式将随之改变。第二方案硬件简单,当生产空调主板改型时只需配置软件协议即可,鉴于在实际测试过程中,遥控器与监测电路同时输出遥控信号的概率极小;而且即使出现该现象,对各相关硬件电路没有任何影响,只是空调主板对该次PWM信号无法正确识别而已。因此,监测电路采用后一方案。

　　监测电路与工控机之间的通讯任务包括：监测电路传送显示数据给工控机,该数据是计算机判别所检测的空调主板工作状态的依据;工控机下达各测试流程遥控命令至监测电路。

　　监测电路单片机软件与通讯协议

　　监测电路对显示数据的采集与处理

　　空调主板单片机与显示驱动芯片PT6961同步串行通讯数据格式(如图3所示)包含：Command　2、Command　3、Data1至Data　n、Command　1和Command　4。其中Command　2为数据配置命令用于描述本次串行通讯完成的任务：读键盘数据或写显示数据模式;Command　3地址配置命令设定本次传输数据的开始地址(允许值为00H至0DH);Command　1显示模式设置命令,设置值与PT6961扫描显示接法有关,一旦外围电路确定该命令值不变;Command　4显示控制命令用于关闭和开启PT6961的显示输出、配置显示输出脉冲模式。在所监测的空调主板中固定地传送14字节的Data,而Command?2、Command　3和Command　1在每次通讯中,其值保持不变,从而为软件识别采集数据是否有效提供了必要的保证。

 

　　图3.空调主板单片机与显示驱动芯片同步串行通讯数据格式监测电路

　　MCU外部中断INT0、INT1配置为下降沿触发中断工作方式,监测电路在采集显示数据时,由STB信号触发单片机的INT1中断,并由INT1中断处理程序开启INT0中断。当CLK引起INT0中断后,INT0中断处理程序进行一次显示数据采集,并对命令字节进行判断,一旦出错则放弃本次采集,否则采集完成固定长度18字节后关闭INT0和INT1中断,每次INT0中断采集1字节数据,软件采集流程如图4所示。主程序则将显示数据经有效性处理后等待工控机的查询,同时允许下一次采集。

 

　　图4.采集同步串行显示数据流程

　　监测电路与工控机的串口通讯协议

　　监测电路与工控机之间采用标准RS232、半双工通讯方式,数据速率由软件配置：9600或19200Baud。每次数据通讯由工控机发起：查询监测数据或发送遥控命令,监测电路根据功能码做出相应的响应。

　　监测电路与工控机的通讯数据包括：查询命令、显示及其它监测数据、遥控命令和监测电路回送应答。显示数据由8个字节的二进制数组成,具体每个二进制位表达含义由空调品种决定;串口通讯中将这些数据按高低4位分别编码成相应的ASCII码。而遥控器编码规范采用特殊的编码格式,包括：引导码、帧间分隔符、数据“0”、数据“1”和一次发码的终止符,这些码字分别采用不同时间长度的脉冲来表达;而且具体的编码序列随空调品种的不同而存在差异。为了在串口上传送遥控器命令序列,通讯编码采用ASCII代码,并为遥控码分配特殊ASCII码(如：引导码为6CH,遥控信号帧间分隔符为7CH),具体通讯协议如表1描述。

　　表1.RS232通讯帧格式

 

　　利用通讯协议的约定,实现遥控命令和其它数据的区别;并由工控机根据测试空调主板的品种自动生成遥控命令序列,扩大实时监测电路的适用范围,提高整个空调主板生产测试系统的灵活性。

　　结语

　　由于空调主板中的单片机与PT6961的同步串行通讯数据速率较高,实时监测电路的控制器采用P89C51RD2,晶振使用24.576MHz,并配置MCU工作在双倍速(6分频)模式下。空调主板显示数据的刷新速率并不高,往往间隔达到0.6秒;并且显示数据的内容变化不大,因此没有必要在空调主板MCU每次刷新PT6961都进行采集。

　　通过实验与测试分析,经过单片机软件处理后上传工控机的显示数据准确率达到99.5%以上,能够很好地满足空调主板生产自动测试系统的要求。采用实时监测电路的测试系统具有高可靠性、高实用性、高扩展性等优点,从而提高了空调主板生产测试的自动化水平。

　　参考文献

　　[1]叶林章主编,《微机与单片机原理及应用》,1995年8月第1版,上海：复旦大学出版社

　　[2]李行善　左毅　孙杰主编,《自动测试系统集成技术》,北京：电子工业出版社,2004年

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

　　[4]**厂空调遥控器功能说明书　2004版