PIC16F73在ZPW－2000發(fā)送器中的軟硬件總體設計

張 麗

(遼寧鐵道職業(yè)技術學院，遼寧 錦州 121000)

選擇PIC16F73單片機作為主控芯片，是因為該芯片性價比較高，具有脈寬調制PWM輸出端口，安全性能及控制精度可以滿足系統(tǒng)要求;不僅可以實現專用控制芯片80C196的全部功能，而且容易實現系統(tǒng)擴展，通過軟硬件設計，便可實現多功能的發(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制方式。當處于脈寬調制工作方式時，可以在引腳輸出分辨率高達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芯片具有現場應用研究價值。利用PIC16F73作為主控芯片的發(fā)送器硬件設計示意框圖如圖1所示。

圖1 發(fā)送器硬件設計示意框圖

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進行頻率的反饋檢測。若檢測結果符合要求，CPU1和CPU2即產生控制輸出信號2KHz方波，經“控制與門”使“FSK”信號送至“濾波”環(huán)節(jié)，實現方波－正弦波變換。經過濾波、功放的輸出信號FSK，第二次送回兩CPU進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，FBJ接點條件控制FSK信號輸出至軌道。當發(fā)送輸出端短路時，經檢測使控制與門有10s的關閉。

該設計中CPU1采用PIC16F73，它擔負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輸出信號用于驅動控制與門。B2、B4、B6輸出信號用于驅動安全與門。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)送器與室內微機監(jiān)測系統(tǒng)或計算機聯鎖系統(tǒng)通信，將發(fā)送器產生的數據傳送給室內微機，便于維修人員根據數據的提示對發(fā)送器進行實時監(jiān)控和調整，實現狀態(tài)修。

軟件設計采用順序編寫法(見圖3)，即按照程序執(zhí)行的流程進行順序編寫。系統(tǒng)的程序包括主程序、子程序和中斷服務程序。根據系統(tǒng)的各個操作性質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)程序的具體設計采用了模塊化結構，即將功能完整、長度較長的程序分解成若干個相對獨立、長度較小的子程序模塊，然后分別進行編寫、調試。

圖3 總體軟件流程圖

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

［1］張明蜂.PIC單片機入門與實踐［M］.北京:北京航空航天大學出版社，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.