CN111751443A - 一种磁粉探伤机的开发系统 - Google Patents

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高虹
卢倩
韩宝虎
邵明智
许怡航
刘连玺
郑子辕
田金辉
卓悦
夏晨洋
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Abstract

本发明公开了一种磁粉探伤机的开发系统，包括双STC单片机和触摸屏，且双STC单片机与触摸屏通过串口通信相连，双STC单片机包括独立运行的第一MCU和独立运行的第二MCU，扩大了外设访问，降低了成本，且第一MCU和第二MCU可同时工作，增加实时性，便于两个需要同时工作的程序模块可在两个单片机中同时运行，且双STC单片机出现故障时候，第一MCU和第二MCU互不影响，可以减少一半的损失，第一MCU和第二MCU均设有自定义通讯接口，配合自定义通讯协议，便于访问和使用第一MCU和第二MCU的所有外设，所述第一MCU或第二MCU的通讯接口与第二MCU或第一MCU的中断引脚相连，可以使得两个MCU联动，每一个MCU都能控制另一个MCU的资源。

Description

一种磁粉探伤机的开发系统
技术领域
本发明涉及测控技术领域，具体为一种磁粉探伤机的开发系统。
背景技术
磁粉探伤机造价昂贵，开发困难，为了降低开发难度，可采用满足要求的开发系统进行实验，但市场上满足要求的开发板几乎没有，现有的STC单片机无法满足双任务的实时性，无法对磁粉探伤机的周向电流和纵向电流的同时追踪，且现有的STC单片机外设口较少，没法连接更多的资源，通常采用扩展输入/输出I/O接口，比如8255、8155，但接口芯片价格比较高，而且远远高于单片机，所以急需一个磁粉探伤机的开发系统来解决上述问题。
发明内容
本发明提供一种磁粉探伤机的开发系统，可以有效解决上述背景技术中提出现有的STC单片机无法满足双任务的实时性，无法对磁粉探伤机的周向电流和纵向电流的同时追踪，外设接口少的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种磁粉探伤机的开发系统，其特征在于：包括双STC单片机和触摸屏；
双STC单片机包括独立运行的第一MCU和独立运行的第二MCU，且第一MCU和第二MCU均设有自定义通讯接口，所述第一MCU或第二MCU的通讯接口与第二MCU或第一MCU的中断引脚相连，进行全双工通信；
其中，第一MCU或第二MCU通过通信串口与触摸屏相连；
所述第一MCU和所述第二MCU的TXD和RXD的串口输出线和输入线，均通过双位切换开关连接到USB转串口芯片的串口输入输出引脚，并通过双位切换开关控制相应的MCU进行程序烧写。
具体的，所述第一MCU和第二MCU之间通过两根时钟线和两个数据线相互连接。
优选的，所述第一MCU外设包括但不限于数码管、LED灯、WIFI模块、RFID模块和独立键盘，所述第二MCU外设包括但不限于OLED屏、A/D转换模块、温度传感器、指示灯、矩阵键盘、E2PROM、MP3模块、超声波模块接口、GPS模块接口、SIM800短信模块接口和蜂鸣器。
具体的，所述第二MCU通过串口与触摸屏相连，用于向触摸屏传输数据，同时接收触摸屏发出的数据，并将该数据发送传输至第一MCU，第一MCU做出响应。
进一步的，所述触摸屏为DGUS触摸屏，第二MCU设有TTL串口，并通过TTL串口与DGUS触摸屏相连进行通信。
优选的，所述USB转串口芯片的输出引脚连接有肖特基二极管，并通过场效应管作为受控开关。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
1、本发明中双STC单片机包括第一MCU和第二MCU，扩大了外设访问，降低了成本，且第一MCU和第二MCU可同时工作，可以增加实时性，便于两个需要同时工作的程序模块可在两个单片机中同时运行，且双STC单片机出现故障时候，第一MCU和第二MCU互不影响，可以减少一半的损失，从而把系统的故障率大大降低，且第一MCU和第二MCU均设有自定义通讯接口，配合自定义通讯协议，便于访问和使用第一MCU和第二MCU的所有外设。
另外，本发明中第一MCU或第二MCU的通讯接口与第二MCU或第一MCU的中断引脚相连，利用MCU的中断系统，双STC单片机通过自定义通信，可以使得两个MCU联动，每一个MCU都能控制另一个MCU的资源，且除了双STC MCU联动外，因为第一MCU和第二MCU互相独立，可将两个需要同步运行程序代码分别烧写在两个MCU中，提高了程序运行的实时性。
2、本发明中，第一MCU和所述第二MCU的TXD和RXD的串口输出线和输入线，均通过双位切换开关连接到USB转串口芯片的串口输入输出引脚，当烧写双MCU时，只要双位切换开关，就可以烧写对应的MCU，而且互不影响，简化了烧写方法和烧写过程，只需切换开关就可实现一键切换自动下载双单片机代码。
另外，USB转串口芯片的输出引脚连接有肖特基二极管，并通过场效应管作为受控开关，为一键下载服务，通过场效应管实现冷启动作用，并通过肖特基二极管的作用，防止数据倒流，影响程序烧写。
3、本发明中双STC单片机与触摸屏通过串口通信相连，利用双STC单片机的通讯功能，触摸屏可以控制或显示双STC单片机所有开发板上的资源，使得双STC单片机的资源发挥到极限，具有巨大的应用价值。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。
在附图中：
图1是本发明双STC单片机的结构框图；
图2是本发明双STC单片机的通信接口图；
图3是本发明第一MCU的动作流程图；
图4是本发明第二MCU的控制流程图；
图5是本发明触摸屏工作框图；
图6是本发明触摸屏电路图。
图7是本发明一键下载电路图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例：一种磁粉探伤机的开发系统，包括双STC单片机和DGUS触摸屏；
本实施例中，第一MCU和第二MCU分别为STC89C52RC单片机和IAP15F2K61S2单片机，如图1所示，USB转串口采用芯片CH340，STC89C52RC单片机外设包括数码管、LED灯、WIFI模块、RFID模块和独立键盘，IAP15F2K61S2单片机外设包括OLED屏、温度传感器DS18B20、晶振电路、红外发射模块、矩阵键盘、E2PROM、A/D转换器、超声波模块接口、GPS模块接口和蜂鸣器。
双STC单片机包括独立运行的第一MCU和独立运行的第二MCU，且第一MCU和第二MCU均设有自定义通讯接口，第一MCU或第二MCU的通讯接口与第二MCU或第一MCU的中断引脚相连，第一MCU和第二MCU数据联动，其中，第一MCU和第二MCU之间通过两根时钟线和两个数据线相互连接，进行全双工通信，可利用MCU中断系统；
其中，第一MCU或第二MCU通过通信串口与触摸屏相连；
第一MCU和第二MCU的TXD和RXD的串口输出线和输入线，均通过双位切换开关连接到USB转串口芯片的串口输入输出引脚，并通过双位切换开关控制相应的MCU进行程序烧写。
如图2所示，STC89C52RC单片机的P2.4引脚通过aCLKb时钟线与IAP15F2K61S2单片机的P3.3引脚相连，STC89C52RC单片机的P4.6引脚通过aDATb与IAP15F2K61S2单片机的P1.2引脚相连，方向由STC89C52RC单片机朝向STC89C52RC单片机，STC89C52RC单片机的P3.2引脚通过bCLKa时钟线与IAP15F2K61S2单片机的P4.2引脚相连，STC89C52RC单片机的P4.5引脚通过bDATa与IAP15F2K61S2单片机的P1.4引脚相连，方向由STC89C52RC单片机朝向STC89C52RC单片机，其中，P3.2是MCU1的中断引脚INT0，P3.3是MCU2的中断引脚INT1，其工作程序为：
Figure BDA0002573757010000051
Figure BDA0002573757010000061
其中，如图3所示，为STC89C52RC动作流程图，首先将外部中断初始化，并判断是否接收数据，根据接收的数据响应对应的功能，其动作代码为：
Figure BDA0002573757010000062
Figure BDA0002573757010000071
STC89C52单片机接收IAP15F2K61S2单片机发送来的数据并执行相应动作，指令与对应动作如下：0x31，数码管显示加1；0x32,数码管显示减1；0x33,LED灯全亮；0x34,LED灯全灭；0x35,LED灯从左往右闪；0x36,LED灯从右往左闪。
工作时，第一MCU和第二MCU相互独立，可同时运行，当两个程序代码需要同步运行时，可分别烧写写在两个MCU中，提高了程序运行的实时性，除了可独立工作外，通过自定义通信，可以使得两个MCU联动，每一个MCU都能控制另一个MCU的资源。
其中，USB转串口芯片的输出引脚连接有肖特基二极管，并通过场效应管作为受控开关，通过场效应管作用，检测上位机串口信息，进行启动场效应管，进行烧写前的冷启动，且通过肖特基二极管的作用，防止数据倒流，影响程序烧写。
如图4-7所示，图4为AP15F2K61S2单片机控制流程图，图5为触摸屏工作框图，图6为触摸屏硬件电路，图7为一键下载电路图；
如图7所示，只需切换开关就可实现一键切换自动下载双单片机代码，其中，第一MCU和所述第二MCU的TXD和RXD的串口输出线和输入线，均通过双位切换开关连接到USB转串口芯片的串口输入输出引脚，当烧写双MCU时，只要双位切换开关，就可以烧写对应的MCU，而且互不影响，简化了烧写方法和烧写过程，USB转串口芯片的输出引脚连接有肖特基二极管，并通过场效应管作为受控开关，为一键下载服务，通过场效应管实现冷启动作用，并通过肖特基二极管的作用，防止数据倒流，影响程序烧写。
通过双STC单片机与触摸屏的串口通信，再结合双STC单片机间的通信，实现对双STC单片机外设的控制，IAP15F2K61S2单片机实时获取电压值、温度值以及按键值，并通过串口将数据传送给触摸屏，再通过触摸屏显示出来，同样，也可以通过触摸屏上的按键控件，向IAP15F2K61S2单片机发送数据，然后再通过IAP15F2K61S2单片机传送给STC89C52RC单片机，以此实现数码管与LED的变化，触摸屏通信代码为：
Figure BDA0002573757010000091
Figure BDA0002573757010000101
本段代码中的Uart_SendScreen(u8 add,u8 High_dat,u8 Low_dat)函数，是往触摸屏发送数据，以此控制触摸屏实时显示数值，add为需要改变数据的对应地址，High_dat为数据高8位，Low_dat为数据低8位。触摸屏串口指令格式如下:0x5A、0xA5、0x05、0x82、0x10、0x00、0x31、0x32：5A A5表示帧头、05表示数据长度、82表示协变量存储器指令、1000表示两字节变量地址、0002表示两字节数据。因此与触摸屏的通信方式便是根据获取的温度、AD电压值以及按键值将对应数据(b、c)发送到地址(a)中即可，串口中断函数是用于IAP15F2K61S2单片机接收触摸屏按键控件的返回值，再将接收到的对应值送给STC89C52单片机即可完成触摸屏对STC89C52RC单片机的控制；
第二MCU通过串口与触摸屏相连，用于向触摸屏传输数据，同时接收触摸屏发出的数据，并将该数据发送传输至第一MCU，第一MCU做出响应，触摸屏为DGUS触摸屏，第二MCU设有TTL串口，并通过TTL串口与DGUS触摸屏相连进行通信，利用双STC单片机的通讯功能，触摸屏可以控制或显示双STC单片机所有开发板上的资源，使得双STC单片机的资源发挥到极限，具有巨大的应用价值。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种磁粉探伤机的开发系统，其特征在于：包括双STC单片机和触摸屏；
双STC单片机包括独立运行的第一MCU和独立运行的第二MCU，且第一MCU和第二MCU均设有自定义通讯接口，所述第一MCU或所述第二MCU的通讯接口与第二MCU或第一MCU的中断引脚相连，进行全双工通信；
其中，第一MCU或第二MCU通过通信串口与触摸屏相连；
所述第一MCU和所述第二MCU的TXD和RXD的串口输出线和输入线，均通过双位切换开关连接到USB转串口芯片的串口输入输出引脚，并通过双位切换开关控制相应的MCU进行程序烧写。
2.根据权利要求1所述的一种磁粉探伤机的开发系统，其特征在于：所述第一MCU和第二MCU之间通过两根时钟线和两个数据线相互连接。
3.根据权利要求1所述的一种磁粉探伤机的开发系统，其特征在于：所述第一MCU外设包括数码管、LED灯、WIFI模块、RFID模块和独立键盘，所述第二MCU外设包括OLED屏、A/D转换模块、温度传感器、指示灯、矩阵键盘、E2PROM、MP3模块、超声波模块接口、GPS模块接口、SIM800短信模块接口和蜂鸣器。
4.根据权利要求3所述的一种磁粉探伤机的开发系统，其特征在于：所述第二MCU通过串口与触摸屏相连，用于向触摸屏传输数据，同时接收触摸屏发出的数据，并将该数据发送传输至第一MCU，第一MCU做出响应。
5.根据权利要求4所述的一种磁粉探伤机的开发系统，其特征在于：所述触摸屏为DGUS触摸屏，第二MCU设有TTL串口，并通过TTL串口与DGUS触摸屏相连进行通信。
6.根据权利要求1所述的一种磁粉探伤机的开发系统，其特征在于：所述USB转串口芯片的输出引脚连接有肖特基二极管，并通过场效应管作为受控开关。
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