PIC16F73在ZPW－2000发送器中的软硬件总体设计

张 丽

(辽宁铁道职业技术学院，辽宁 锦州 121000)

选择PIC16F73单片机作为主控芯片，是因为该芯片性价比较高，具有脉宽调制PWM输出端口，安全性能及控制精度可以满足系统要求;不仅可以实现专用控制芯片80C196的全部功能，而且容易实现系统扩展，通过软硬件设计，便可实现多功能的发送器检测功能。

CCP(捕捉输入/比较输出/PWM输出)模块是PIC16F73芯片的重要组成部分，它有3种工作方式:捕捉方式、输出比较方式和脉宽调制方式。当处于脉宽调制工作方式时，可以在引脚输出分辨率高达10位的PWM信号，用程序语句控制PWM信号的周期和高电平持续时间，从而控制发送器输出电压，达到纠错目的。因此，在ZPW－2000无绝缘移频自动闭塞系列发送器中选用PIC16F73芯片具有现场应用研究价值。利用PIC16F73作为主控芯片的发送器硬件设计示意框图如图1所示。

图1 发送器硬件设计示意框图

载频编码条件、低频编码条件，以反码形式分别送入两套微处理器CPU1、CPU2中，其中CPU1控制“移频发生器”产生低频控制信号为Fc的FSK移频信号。移频键控信号FSK分别送回CPU1、CPU2进行频率的反馈检测。若检测结果符合要求，CPU1和CPU2即产生控制输出信号2KHz方波，经“控制与门”使“FSK”信号送至“滤波”环节，实现方波－正弦波变换。经过滤波、功放的输出信号FSK，第二次送回两CPU进行功出电压反馈检测。若两CPU对FSK信号的低频、载频和幅度特征检测符合要求，第二次产生控制信号，控制安全与门打开使发送报警继电器FBJ励磁，FBJ接点条件控制FSK信号输出至轨道。当发送输出端短路时，经检测使控制与门有10s的关闭。

该设计中CPU1采用PIC16F73，它担负着移频输出信号的低频、载频及幅度特征的检测和纠错功能。PIC16F73作为列车运行控制信息发送器的主控芯片，各管脚的分配及与外围电路的接口说明如图2。

图2 PIC16F73的接口分配

1.输入输出的管脚

B1、B3、B5输出信号用于驱动控制与门。B2、B4、B6输出信号用于驱动安全与门。B0/INT中断输入，用于过流检测。A3/AN3、A4作为接收S1、S2信号。

2.串行通信接口C6、C7

用于发送器与室内微机监测系统或计算机联锁系统通信，将发送器产生的数据传送给室内微机，便于维修人员根据数据的提示对发送器进行实时监控和调整，实现状态修。

软件设计采用顺序编写法(见图3)，即按照程序执行的流程进行顺序编写。系统的程序包括主程序、子程序和中断服务程序。根据系统的各个操作性质来编写主程序功能代码和子程序、中断程序功能代码。系统程序的具体设计采用了模块化结构，即将功能完整、长度较长的程序分解成若干个相对独立、长度较小的子程序模块，然后分别进行编写、调试。

图3 总体软件流程图

系统在运行之前需要对微控制器进行初始化，所以上电初始化程序会将系统恢复到初始的默认状态，以便下一步对程序的读取运行。

［1］张明蜂.PIC单片机入门与实践［M］.北京:北京航空航天大学出版社，2004.

［2］林瑜筠.区间信号自动控制［M］.北京:中国铁道出版社，2009.