作者：廣東省科學(xué)院自動化工程研制中心 黃育和 張 昱 符智杰

    摘要 基于空調(diào)主板生產(chǎn)測試過程的具體分析，提出一套旨在解決主板生產(chǎn)測試自動化的方案。詳細(xì)介紹空調(diào)主板顯示數(shù)據(jù)的實時監(jiān)測與模擬遙控電路的設(shè)計，并描述了philips增強型單片機對顯示驅(qū)動芯片（pt6961）同步串行通訊數(shù)據(jù)的監(jiān)測方法。

    關(guān)鍵詞 單片機（mcu）；測試系統(tǒng)；實時監(jiān)測；同步串行通訊

    概述

    近年來，隨著空調(diào)市場的不斷擴大，競爭也日趨激烈；從而對空調(diào)生產(chǎn)成本控制提出了更高的要求，空調(diào)生產(chǎn)過程中測試成本占據(jù)了生產(chǎn)成本相當(dāng)大的比重。同時，生產(chǎn)測試的方便性、準(zhǔn)確性和有效性都影響著產(chǎn)品質(zhì)量，從而最終影響空調(diào)品牌的信譽。

    國內(nèi)空調(diào)生產(chǎn)廠家對空調(diào)主板的測試大多數(shù)仍停留在手工檢測階段，為提高生產(chǎn)測試中的自動化程度，我們設(shè)計了空調(diào)主板自動測試系統(tǒng)；自行研制的主板測試數(shù)據(jù)的實時監(jiān)測電路是該自動測試系統(tǒng)的一個重要組成部分。該監(jiān)測電路是以philips增強型單片機p89c51rd2為核心，實時監(jiān)視空調(diào)主板內(nèi)的單片機與顯示驅(qū)動芯片之間的同步串行數(shù)據(jù)，確保對空調(diào)主板檢測的準(zhǔn)確有效；同時根據(jù)工控機軟件定義的檢測流程，將計算機發(fā)出的控制信號傳送給空調(diào)主板的單片機系統(tǒng)，從而模擬空調(diào)遙控器的各種操作，實現(xiàn)生產(chǎn)測試系統(tǒng)的流程化和智能化。

    監(jiān)測電路硬件的設(shè)計

    主板測試數(shù)據(jù)實時監(jiān)測電路功能要求主要包括三個方面：空調(diào)顯示數(shù)據(jù)的監(jiān)測、風(fēng)葉步進電機控制脈沖的監(jiān)測和遙控器功能的模擬。對于前二類數(shù)據(jù)的監(jiān)測由于實時性要求高，工控機在多任務(wù)監(jiān)控軟件條件下無法勝任；而對于遙控器功能的模擬是為了提高測試系統(tǒng)的自動化程度，在計算機操作平臺上實現(xiàn)鼠標(biāo)點擊來模擬空調(diào)遙控器的操作。本文主要描述該實時監(jiān)測電路中顯示數(shù)據(jù)監(jiān)測和遙控器模擬的實現(xiàn)。

    監(jiān)測電路硬件基本組成

    圖1. 空調(diào)主板測試數(shù)據(jù)實時監(jiān)測電路硬件結(jié)構(gòu)

    結(jié)合監(jiān)測電路的特殊功能，為提高所設(shè)計測試系統(tǒng)的可靠性，單片機采用外部看門狗（watchdog）復(fù)位芯片x5045，該芯片內(nèi)含512字節(jié)的e2prom可以用于存放系統(tǒng)的相關(guān)配置；同時將多余的i/o用于led指示燈，方便單片機軟件調(diào)試并指示監(jiān)測電路的工作狀態(tài)，硬件電路基本組成如圖1所示。

    監(jiān)測電路功能分析

    實時監(jiān)測電路所采集的顯示數(shù)據(jù)是空調(diào)主板上單片機與顯示驅(qū)動芯片pt6961之間的同步串行通訊數(shù)據(jù)。pt6961芯片（引腳如圖2所示）是臺灣普誠（ptc）公司生產(chǎn)的專用led驅(qū)動芯片，支持10×3鍵盤掃描和由軟件配置的12位×6段或11位×7段顯示模式，與控制器的數(shù)據(jù)接口為同步串行方式：數(shù)據(jù)輸入引腳din、數(shù)據(jù)輸出引腳dout、時鐘引腳clk和通訊使能引腳stb。[3]由于在空調(diào)主板應(yīng)用中沒有鍵盤擴展的需要，pt6961與主板單片機之間通訊有三個i/o：din、clk和stb。因此，監(jiān)測電路必須通過這三個數(shù)據(jù)接口，編寫單片機軟件準(zhǔn)確實時地識別空調(diào)主板傳送給pt6961的顯示數(shù)據(jù)，考慮到主板采用單片機主程序循環(huán)方式刷新顯示驅(qū)動芯片，并且數(shù)據(jù)流格式固定，clk頻率達65khz。監(jiān)測電路中的單片機在采集din數(shù)據(jù)串時，由于數(shù)據(jù)速率較高且時鐘頻率不確定，因此將采集一串?dāng)?shù)據(jù)作為一次任務(wù)，且在該任務(wù)內(nèi)不允許其它類型的中斷發(fā)生。基于分析與實驗結(jié)果，將din引腳與單片機普通i/o連接，而stb和clk則與單片機的int0和int1外部中斷輸入引腳相連，用于采集任務(wù)的開啟和通訊數(shù)據(jù)位的監(jiān)測。

    圖2. 顯示驅(qū)動芯片pt6961芯片引腳圖

    監(jiān)測電路的另一重要功能是模擬空調(diào)遙控器的信號來測試空調(diào)主板的各項功能，結(jié)合空調(diào)主板的特點：遙控信號是由廠方掩膜芯片生成的pwm信號，并調(diào)制在38khz紅外