基于mc9s12單片機和cpld的低壓鑄造控制器設計_第1頁
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文檔簡介

1、第二部分嵌入式技術交流平挑烏嵌入式系饒應國腚基于MC9S12單片機和CPLD的低壓鑄造控制器設計■北京工商大學王飛霍亮生闡述低壓鑄造控制器的特點與組成,介紹MC9S12D0128、McgSl2UF32單片機的特點。文章詳細說明摘要Mcgsl2DGl28單片機的12c與SPI總線擴展、Mcgsl2UF32單片機的USB20與SD接口的電路設計,;‘壓如何用CPLD實現鍵盤掃描。最后分析概速多處理囂控制系統(tǒng)、模塊化設計的優(yōu)勢。關鍵詞MC9S

2、12CPLDUSBSD低壓鑄造引言近年來,隨著單片機性能的提高與嵌入式技術的飛速發(fā)展,單處理器嵌人式系統(tǒng)的應用越來越廣泛。但在實際應用過程中,控制器采用多處理器設計可以建立模塊化的體系結構,可以均勻分布計算能力并且可以簡化編程難度。本設計旨在設計一個能較好地實現原定鎂合金低壓鑄造的鑄造工藝的多處理器控制系統(tǒng),同時能使用SD卡記錄鑄造過程中的大量信息,利用USB20總線與PC機進行通信,通過上位機的軟件對鑄造過程進行分析與控制。1低壓鑄造

3、控制器的組成本設計以MC9S12DGl28和MC9S12UF32單片機為處理器。系統(tǒng)使用Mcgsl2DGl28片上A/D進行模擬量的采集,利用485技術與工控儀表進行通信,并輸出4~20mA電流環(huán)來控制電氣比例閥;用MC9S12UF32片上USB20接口與計算機通信以及用片上SD接口存儲數據采用MAX3256ATCl44一10CPLD進行鍵盤掃描、液晶顯示的邏輯轉換與電氣開關輸入輸出等外圍擴展和邏輯控制。圖1給出了本控制系統(tǒng)的組成框圖。

4、11M09S12DGl28單片機飛思卡爾的MC9S12DGl28單片機(MCU)由標準片上外圍設備組成,它包括一個16位中央處理器(HCSl2CPU),128KB的FlashEEPROM、2KB的RAM,2個異步串行通信接口(SCI),1個12C總線,2個SPI,2個8路圖1控制系統(tǒng)的組成10位或8位A/D等。MC9S12DGl28單片機作為本控制系統(tǒng)的主要處理器將完成與工控儀表之間進行通信實現對溫度等參數的控制,利用12C接口擴展DA

5、C(DigitalAnalogConverter)以輸出4~20mA電流環(huán)對電氣比例閥進行控制,同時該芯片將控制人機交互界面處理鍵盤操作,控制液晶屏顯示。12M09S12UF32單片機Mcgsl2UF32單片機由標準片上外圍設備組成,它包括一個16位中央處理器(HCSl2CPU)、32KB的FlashEEPROM、35KB的RAM。除了片上全速USB20接口外,McgsIZUF32還內置了接口和主控制器:ATA一5接口、CompactF

6、lash、SD/MMC、SmartMedia(tin)和MemoryStick。結合靈活的輸人/輸出接口和8通道16位定時器,Mcgsl2UF32非常適用于以下應用:paper@mesnet∞Ⅱ∞(&稿專用)Microcomr。l】Hs&EmbeddedSyBtm日145第二部分嵌入娥術交流~平批烏嵌入芮系詫應國腚23MC9S12DGl28單片機接口電路控制系統(tǒng)需要4~20mA電流環(huán)對電氣比例閥進行控制以控制低壓鑄造過程中的液面加壓系統(tǒng)

7、,如圖4所示。系統(tǒng)擴展了一片16M位Atmel的DataFlash,該芯片與單片機之間采用了標準的SPI總線傳輸數據。此外系統(tǒng)利用MC9S12DGl28單片機rC總線技術擴展了模/數轉換器MAX5821來輸出0~5V電壓,通過圖5所示電壓電流電路轉換成4~20mA電流環(huán)。鍵盤掃描的思路是讓行端口依次輸出一個負脈沖,對列信號進行檢測,如果有任何一個鍵被按下,則列信號中有且僅有一個信號為低。負脈沖的輸出可以如圖7所示來實現。當有鍵被按下時,

8、立刻停止50kHz的脈沖,如圖7中的Stop信號,以保持行信號狀態(tài)。檢測列信號并將行列信號編碼鎖存,如圖8所示。鍵盤掃描過程中必須要有去抖功能,本設計采用計數團4IC和SPI擴展田5電壓電流轉換電路24CPLD實現6x6鍵盤掃描控制器鍵盤為矩陣式66的鍵盤,其排布如圖6所示,在本設計中利用CPLD強大的邏輯運算能力對鍵盤進行掃描和鍵值保存。RoWl/RaW2/ROW3/RoW4//////RoW5/CoM(1COM3TCoM4II∞M5

9、T6盔6怒6怒6踺砷怒6怒。圖666鍵盤電路來消除鍵盤抖動。如圖9所示,如果有鍵按下開始計數,如果計數器計到7時將鍵值鎖存,當計到15時KEY—PRESS輸出低電平,并停止計數,讓單片機讀取鍵值。當。I74160;—●Lmq盟74138AY∞BQAAYlCQBBY撲J_DQC孵CY孫ENTQD赫臻ENPRC0嘲l(fā)茅jC哪cLK。imt9Ljj‘Fm”;GND3:8“圈7遐行輸出負脈沖RowoWlRoW2RoW3Row4RoW5RoW6R

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