基于双处理器的点焊控制系统的硬件设计

用于MPU模块的控制信号

3 AD&IO模块的设计

该模块包括A/D转换、输入、输出三部分电路，它们分别负责模拟信号的输入和转换以及开关信号的输入和控制信号的输出。

3.1 A/D转换电路

A/D转换器的选取主要考虑所采集的模拟信号的数量、精度及与DSP的速度匹配等，综合考虑后，选用TI公司生产的12位4通道高速AD-TLV2544。

本设计中A/D转换电路分为三部分：第一部分由5.1V的稳压二极管又滤波电容103组成，构成模拟输入部分；第二部分由TLV2544组成，完成A/D转换；第三部分由八相缓冲器74LS244组成，完成DSP与TLV2544之间的通讯，如图2所示。

A/D转换电路的工作是由DSP的多通道缓冲串口MCBSP来控制的。MCBSP通过其数据输出口DX0发送控制字到TLV2544的SDI口，该控制字为16位，前4位是指令位。如果TLV2544接收到的前四位是0XA，那么接下来的12位就会被当作控制字译码；相反，如果前4位接收到的是0XE，那么ADC将继续输出FIFO的内容到SDO中。其中，SDI和SDO分别是TLV2544的控制信号输入口和已转换好的数字信号输出口。当TLV2544按DSP发出的控制字转换到一定时候（如FIFO堆栈满）时，则发出INT信号通知DSP接收。DSP接收到INT信号后，经X_DR0口读入TLV2544已转换好的串行数据。

3.2 输入和输出电路

为了抵抗电气干扰和高压电击，在本设计中，输入和输出电路均采用光隔PC817传递逻辑信号，实现电气隔离。另外还使用反相器74HC14对传输信号进行整形，利用施密特特性消除毛刺干扰，提高信号传输的抗干扰能力。输入和输出电路与DSP的接口如图3所示。

在输入电路中使用了缓冲器74LS244，以增强线驱动能力，如图3所示。假设第二路输入为低电平，则光隔不导通，A2也为低电平。DSP要读取它的时候，先给输入一个低电平，然后用02H（即00000010）去线与，判断Y2的值是否为1，如果不为1则不读入，反之读入。其它输入也是这样来处理。

因为输出的开关量需要保持开或关的状态，所以在输出电路中使用了锁存器74LS373，进行缓冲和锁存，如图3所示。当输出由低电平变为高电平时候，DSP将数据由X_D[0～7]送到锁存器的输入端，然后再给OCLOCK一个低电平脉冲，数据即被锁存在锁存器的输出端。假如Q0=1，则经反相器后变为低电平，光隔导通；反之，光隔不导通，从而实现了开关量的数据输出。

4 MCU模块的设计

4.1 MCU扩展系统

在本设计中，MCU选用89C51，并扩展了片外ROM27512（64KB）和片外RAM6264（8KB），如图4所示。MCU用作液晶显示的数据线；P2口用作高位地址线，其高3位P25、P26、P27同时还作译码器74LS138的输入，该译码器的输出为片外RAM的寻址访问信号。片外锁存器和RAM 6264是统一编址的，即每一片锁存器都有自己的地址。