P80C592芯片在基于CAN總線顯示通訊模塊中應(yīng)用

　　1　P80C592芯片簡介

　　P80C592是PHILIPS公司采用先進(jìn)的COMS工藝制造的高性能8位單片機(jī)。該單片機(jī)的指令集與80C51 完全兼容，但在80C51標(biāo)準(zhǔn)特性的基礎(chǔ)上又增加了一些對(duì)于應(yīng)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(kuò)展至64kB;

　　●具有兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器;

　　●新增一個(gè)包括四個(gè)捕捉和三個(gè)比較寄存器的16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器;

　　●具有8路模擬量輸進(jìn)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(jí)優(yōu)先權(quán)的15個(gè)中斷源(可以有2～6個(gè)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(jìn)共用的8位輸進(jìn)口;

　　●帶有與內(nèi)部RAM進(jìn)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(zhǔn)電壓;

　　●具有與標(biāo)準(zhǔn)80C51兼容的全雙工UART模式;

　　●帶有在片監(jiān)視跟蹤定時(shí)器(WDT);

　　●時(shí)鐘頻率為1.2MHz～16MHz。

　　圖2 顯示通訊模塊的外部存儲(chǔ)器擴(kuò)展電路

　　2　顯示通訊模塊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

　　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(shè)計(jì)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(shè)備，同時(shí)選用SED1330作液晶控制器，從而實(shí)現(xiàn)了友好的人機(jī)對(duì)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(jí)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(dòng)信號(hào)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(shí)可根據(jù)用戶指令進(jìn)行FLASH電子盤存取，并通過通訊接口傳送至上位機(jī)數(shù)據(jù)分析治理軟件。此外，CPU還負(fù)責(zé)按鍵治理、人機(jī)交互、參數(shù)設(shè)置、系統(tǒng)組態(tài)、時(shí)鐘設(shè)置、數(shù)據(jù)暫存、對(duì)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(shè)備，以SED1330作為液晶顯示控制器，并且用外擴(kuò)的32kB的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAM(62256)作為外擴(kuò)的字符發(fā)生器。另外，該模塊還設(shè)計(jì)了一個(gè)鍵盤電路，用以實(shí)現(xiàn)用戶對(duì)儀器的各項(xiàng)操縱。模塊所帶的一塊40Mbit的FLASH電子盤可用來實(shí)現(xiàn)小規(guī)?，F(xiàn)場數(shù)據(jù)的存取以及軟件的在線升級(jí)。由于系統(tǒng)要求進(jìn)行時(shí)鐘設(shè)置，因此在顯示通訊模塊中還用DS1302時(shí)鐘芯片設(shè)計(jì)了一個(gè)時(shí)鐘電路。

　　3　外部存儲(chǔ)器擴(kuò)展電路

　　該顯示通訊模塊以P80C592為主控制器，同時(shí)借助于單片機(jī)的P0、P2口和8位數(shù)據(jù)總線方式來擴(kuò)展32kB程序存儲(chǔ)器EPROM(AT29C256)、128kB數(shù)據(jù)存儲(chǔ)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(chǔ)器的總量超過了64kB，因此，選用GAL16V8譯碼器來實(shí)現(xiàn)P80C592對(duì)各個(gè)存儲(chǔ)器的邏輯控制。

　　3.1 32kB程序存儲(chǔ)器AT29C256

　　由于P80C592沒有片內(nèi)ROM，因此必須用外擴(kuò)的程序存儲(chǔ)器來存放系統(tǒng)的主程序，其存儲(chǔ)器系統(tǒng)如圖3所示。其中AT29C256讀出時(shí)作為程序存儲(chǔ)器，占用的是程序存儲(chǔ)器0000H～7FFFH空間;寫進(jìn)時(shí)(升級(jí)程序時(shí))作為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，占用的是數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器0000H～7FFFH空間。當(dāng)A15(P2.7)為1時(shí)，該器件處于寫保護(hù)狀態(tài)，而在A15為0時(shí)，即可寫進(jìn)數(shù)據(jù)。主程序的大小在10kB左右，加上容錯(cuò)及冗余設(shè)計(jì)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(jià)格相差無幾，再加上考慮到將來系統(tǒng)的在線升級(jí)，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(jí)和芯片的重復(fù)利用。

　　3.2 128kB數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAM(628128)

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

　　3.3 4Mbit FLASH電子盤(29F040)

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

　　圖5所示是顯示通訊模塊系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)的總體流程。它主要完成三個(gè)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(duì)SED1330、80C592、DSP TMS320C25進(jìn)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(jìn)行的，主要作用是通過CAN總線將初始化設(shè)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(shí)根據(jù)用戶指令進(jìn)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(gè)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(gè)功能可以在各個(gè)相應(yīng)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(diǎn)，具體先容了該芯片在顯示通訊模塊當(dāng)中的具體應(yīng)用。本文所述的顯示通訊模塊目前已經(jīng)應(yīng)用于便攜式旋轉(zhuǎn)機(jī)械振動(dòng)分析系統(tǒng)，并且在多家電廠得到了成功的應(yīng)用。實(shí)際應(yīng)用表明，P80C592具有很好的推廣價(jià)值。