P80C592芯片在基于CAN總線顯示通訊模塊中應用

　　1　P80C592芯片簡介

　　P80C592是PHILIPS公司采用先進的COMS工藝制造的高性能8位單片機。該單片機的指令集與80C51 完全兼容，但在80C51標準特性的基礎(chǔ)上又增加了一些對于應用具有重要作用的硬件功能。P80C592是P8XC592的無片內(nèi)ROM版本，是現(xiàn)有P8XC522和Philips CAN控制器PCA82C200功能相結(jié)合的產(chǎn)物。該器件具有下列特性：

　　●帶有80C51中心處理單元(CPU);

　　●帶2×256 B的片內(nèi)RAM，外部可擴展至64kB;

　　●具有兩個標準的16位定時器/計數(shù)器;

　　●新增一個包括四個捕捉和三個比較寄存器的16位定時器/計數(shù)器;

　　●具有8路模擬量輸進的10位ADC變換器;

　　●帶有兩路分辨率為8位的脈沖寬度調(diào)制輸出;

　　●具有兩級優(yōu)先權(quán)的15個中斷源(可以有2～6個外部中斷源);

　　●具有五組8位I/O端口和一組與ADC模擬量輸進共用的8位輸進口;

　　●帶有與內(nèi)部RAM進行DMA數(shù)據(jù)傳送的CAN控制器;

　　●內(nèi)含具有總線故障治理功能的1Mbps CAN控制器;

　　●VDD/2基準電壓;

　　●具有與標準80C51兼容的全雙工UART模式;

　　●帶有在片監(jiān)視跟蹤定時器(WDT);

　　●時鐘頻率為1.2MHz～16MHz。

　　圖2 顯示通訊模塊的外部存儲器擴展電路

　　2　顯示通訊模塊的結(jié)構(gòu)設計

　　基于CAN總線的顯示通訊模塊的結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示，該模塊采用以帶有在片CAN的微處理器P80C592為核心設計的液晶接口電路，并采用大規(guī)模液晶顯示屏DMF50081NB-FW作為顯示設備，同時選用SED1330作液晶控制器，從而實現(xiàn)了友好的人機對話界面。

　　該顯示通訊模塊包含1顆支持CAN總線的產(chǎn)業(yè)級CPU(P80C592)，該CPU通過CAN總線接收各數(shù)據(jù)采集處理模塊及其它功能模塊的8路振動信號數(shù)據(jù)、快速傅立葉變換等處理結(jié)果，并通過LCD(DMF50081NB-FW)顯示，同時可根據(jù)用戶指令進行FLASH電子盤存取，并通過通訊接口傳送至上位機數(shù)據(jù)分析治理軟件。此外，CPU還負責按鍵治理、人機交互、參數(shù)設置、系統(tǒng)組態(tài)、時鐘設置、數(shù)據(jù)暫存、對外通訊、環(huán)境溫度監(jiān)測等功能的控制。

　　該顯示通訊模塊以DMF50081NB-FW作為顯示設備，以SED1330作為液晶顯示控制器，并且用外擴的32kB的數(shù)據(jù)存儲器RAM(62256)作為外擴的字符發(fā)生器。另外，該模塊還設計了一個鍵盤電路，用以實現(xiàn)用戶對儀器的各項操縱。模塊所帶的一塊40Mbit的FLASH電子盤可用來實現(xiàn)小規(guī)?，F(xiàn)場數(shù)據(jù)的存取以及軟件的在線升級。由于系統(tǒng)要求進行時鐘設置，因此在顯示通訊模塊中還用DS1302時鐘芯片設計了一個時鐘電路。

　　3　外部存儲器擴展電路

　　該顯示通訊模塊以P80C592為主控制器，同時借助于單片機的P0、P2口和8位數(shù)據(jù)總線方式來擴展32kB程序存儲器EPROM(AT29C256)、128kB數(shù)據(jù)存儲器RAM(628128)以及4Mbit的FLASH電子盤(29F040)。其電路原理圖如圖2所示。由于外部存儲器的總量超過了64kB，因此，選用GAL16V8譯碼器來實現(xiàn)P80C592對各個存儲器的邏輯控制。

　　3.1 32kB程序存儲器AT29C256

　　由于P80C592沒有片內(nèi)ROM，因此必須用外擴的程序存儲器來存放系統(tǒng)的主程序，其存儲器系統(tǒng)如圖3所示。其中AT29C256讀出時作為程序存儲器，占用的是程序存儲器0000H～7FFFH空間;寫進時(升級程序時)作為數(shù)據(jù)存儲器，占用的是數(shù)據(jù)存儲器0000H～7FFFH空間。當A15(P2.7)為1時，該器件處于寫保護狀態(tài)，而在A15為0時，即可寫進數(shù)據(jù)。主程序的大小在10kB左右，加上容錯及冗余設計等因素，總的程序容量也在16kB以下。由于目前市場上32kB以下的EPROM已不易買到，且價格相差無幾，再加上考慮到將來系統(tǒng)的在線升級，因此，系統(tǒng)采用了32kB的EPROM，由于大容量的EPROM有利于系統(tǒng)的升級和芯片的重復利用。

　　3.2 128kB數(shù)據(jù)存儲器RAM(628128)

　　實際上628128數(shù)據(jù)存儲器RAM與4Mbit FLASH電子盤(29F040)復用8000～FFFH地址空間。當GAL16V8的RAM(F5腳)為0時選擇RAM有效。該器件在讀出時，既可作為程序存儲器(MOVC讀)，又可作為數(shù)據(jù)存儲器(MOVX讀);寫進時則只能作為數(shù)據(jù)存儲器(MOVX寫)。此外，通過P80C92的EA15(P1.0)、EA16(P1.1)可將RAM分成32kB的4個區(qū)， 以便于數(shù)據(jù)的存取。當GAL16V8的RAM.RD(F7腳)為0時，即可讀取RAM的數(shù)據(jù);而當GAL16V8的RAM.RD(F7腳)為1時，則表示可以往RAM中寫數(shù)據(jù)了。

　　3.3 4Mbit FLASH電子盤(29F040)

　　對于便攜式振動分析系統(tǒng)來說，保存現(xiàn)場的數(shù)據(jù)對將來的分析是非常重要的。因此在通訊顯示模塊外擴展了4Mbit的外設29F040。29F040是一塊4Mbit(512k×8bit)、5.0V電壓供電的FLASH存儲器。它的訪問時間為55ns～150ns，答應微處理器無等待處理。它具有獨立的片選信號(CE)、寫使能WE　和輸出使能(OE)控制，同時具有可變塊擦除結(jié)構(gòu)，它內(nèi)含8個64k字節(jié)的扇區(qū)(如圖4所示)，并具有單個扇區(qū)、多個扇區(qū)、整個FLAH擦除功能;另外，它還具有單個扇區(qū)、多個扇區(qū)保護功能。8個扇區(qū)由地址線A16～A18來區(qū)分(見表1)，而這三個地址線則分別由P80C592的P2.1～P2.3來控制。片選信號CE可由A15(P2.7)來控制。讀寫由GAL16V8的FLAH.WR(F6腳)來完成。

　　表1 29F040的扇區(qū)地址區(qū)分

　　扇 區(qū) A18 A17 A16 扇區(qū)0 0 0 0 扇區(qū)1 0 0 1 扇區(qū)2 0 1 0 扇區(qū)3 0 1 1 扇區(qū)4 1 0 0 扇區(qū)5 1 0 1 扇區(qū)6 1 1 0 扇區(qū)7 1 1 1

　　4　顯示通訊模塊的軟件設計

　　圖5所示是顯示通訊模塊系統(tǒng)軟件設計的總體流程。它主要完成三個功能：初始化、與數(shù)據(jù)采集處理模塊的CAN通訊、字符、圖形和漢字顯示。初始化功能主要是對SED1330、80C592、DSP TMS320C25進行初始化。與采集處理模塊的CAN通訊是在顯示通訊模塊和數(shù)據(jù)采集處理模塊的兩片80C592之間進行的，主要作用是通過CAN總線將初始化設置傳送到數(shù)據(jù)采集處理單元，并接收各采集處理模塊及其它功能模塊的數(shù)據(jù)和處理結(jié)果，同時根據(jù)用戶指令進行FLASH電子盤的存取等。字符、圖形和漢字顯示可為系統(tǒng)建立一個友好的用戶界面，并將數(shù)據(jù)、波形及處理結(jié)果顯示出來，以供現(xiàn)場職員參考和分析。這三個功能可以在各個相應的子程序中完成。

　　5　結(jié)束語

　　本文具體先容了PHILIPS公司的P80C592芯片的主要功能特點，具體先容了該芯片在顯示通訊模塊當中的具體應用。本文所述的顯示通訊模塊目前已經(jīng)應用于便攜式旋轉(zhuǎn)機械振動分析系統(tǒng)，并且在多家電廠得到了成功的應用。實際應用表明，P80C592具有很好的推廣價值。