張 麗

(遼寧鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院，遼寧 錦州 121000)

選擇PIC16F73單片機(jī)作為主控芯片，是因為該芯片性價比較高，具有脈寬調(diào)制PWM輸出端口，安全性能及控制精度可以滿足系統(tǒng)要求;不僅可以實現(xiàn)專用控制芯片80C196的全部功能，而且容易實現(xiàn)系統(tǒng)擴(kuò)展，通過軟硬件設(shè)計，便可實現(xiàn)多功能的發(fā)送器檢測功能。

CCP(捕捉輸入/比較輸出/PWM輸出)模塊是PIC16F73芯片的重要組成部分，它有3種工作方式:捕捉方式、輸出比較方式和脈寬調(diào)制方式。當(dāng)處于脈寬調(diào)制工作方式時，可以在引腳輸出分辨率高達(dá)10位的PWM信號，用程序語句控制PWM信號的周期和高電平持續(xù)時間，從而控制發(fā)送器輸出電壓，達(dá)到糾錯目的。因此，在ZPW－2000無絕緣移頻自動閉塞系列發(fā)送器中選用PIC16F73芯片具有現(xiàn)場應(yīng)用研究價值。利用PIC16F73作為主控芯片的發(fā)送器硬件設(shè)計示意框圖如圖1所示。

圖1 發(fā)送器硬件設(shè)計示意框圖

載頻編碼條件、低頻編碼條件，以反碼形式分別送入兩套微處理器CPU1、CPU2中，其中CPU1控制“移頻發(fā)生器”產(chǎn)生低頻控制信號為Fc的FSK移頻信號。移頻鍵控信號FSK分別送回CPU1、CPU2進(jìn)行頻率的反饋檢測。若檢測結(jié)果符合要求，CPU1和CPU2即產(chǎn)生控制輸出信號2KHz方波，經(jīng)“控制與門”使“FSK”信號送至“濾波”環(huán)節(jié)，實現(xiàn)方波－正弦波變換。經(jīng)過濾波、功放的輸出信號FSK，第二次送回兩CPU進(jìn)行功出電壓反饋檢測。若兩CPU對FSK信號的低頻、載頻和幅度特征檢測符合要求，第二次產(chǎn)生控制信號，控制安全與門打開使發(fā)送報警繼電器FBJ勵磁，F(xiàn)BJ接點(diǎn)條件控制FSK信號輸出至軌道。當(dāng)發(fā)送輸出端短路時，經(jīng)檢測使控制與門有10s的關(guān)閉。

該設(shè)計中CPU1采用PIC16F73，它擔(dān)負(fù)著移頻輸出信號的低頻、載頻及幅度特征的檢測和糾錯功能。PIC16F73作為列車運(yùn)行控制信息發(fā)送器的主控芯片，各管腳的分配及與外圍電路的接口說明如圖2。

圖2 PIC16F73的接口分配

1.輸入輸出的管腳

B1、B3、B5輸出信號用于驅(qū)動控制與門。B2、B4、B6輸出信號用于驅(qū)動安全與門。B0/INT中斷輸入，用于過流檢測。A3/AN3、A4作為接收S1、S2信號。

2.串行通信接口C6、C7

用于發(fā)送器與室內(nèi)微機(jī)監(jiān)測系統(tǒng)或計算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)通信，將發(fā)送器產(chǎn)生的數(shù)據(jù)傳送給室內(nèi)微機(jī)，便于維修人員根據(jù)數(shù)據(jù)的提示對發(fā)送器進(jìn)行實時監(jiān)控和調(diào)整，實現(xiàn)狀態(tài)修。

軟件設(shè)計采用順序編寫法(見圖3)，即按照程序執(zhí)行的流程進(jìn)行順序編寫。系統(tǒng)的程序包括主程序、子程序和中斷服務(wù)程序。根據(jù)系統(tǒng)的各個操作性質(zhì)來編寫主程序功能代碼和子程序、中斷程序功能代碼。系統(tǒng)程序的具體設(shè)計采用了模塊化結(jié)構(gòu)，即將功能完整、長度較長的程序分解成若干個相對獨(dú)立、長度較小的子程序模塊，然后分別進(jìn)行編寫、調(diào)試。

圖3 總體軟件流程圖

系統(tǒng)在運(yùn)行之前需要對微控制器進(jìn)行初始化，所以上電初始化程序會將系統(tǒng)恢復(fù)到初始的默認(rèn)狀態(tài)，以便下一步對程序的讀取運(yùn)行。

［1］張明蜂.PIC單片機(jī)入門與實踐［M］.北京:北京航空航天大學(xué)出版社，2004.

［2］林瑜筠.區(qū)間信號自動控制［M］.北京:中國鐵道出版社，2009.