PSD芯片在火灾报警控制中的应用.doc

文章来源：上海消防网1PSD芯片简介PSD（ProgrammableSystemDevice）可编程的系统器件是WSI公司推出的基于自己独特专利技术的单片机外围器件，是第一种可由微控制器MCU配置的存储器系统，以提供在系统可编程（In-SystemProgrammability简写ISP）的空白器件，并支持应用中重新编程（InProgrammability简写IAP）功能1。PSD器件发展是以Flash存储器的出现为分水岭，之前的产品以PSD3XX、PSD4XX、PSD5XX系列为主，之后的产品以PSD8XX、PSD9XX、PSD4XXX系列为主。PSD9XX是对应于8位单片机的较新产品，其主要性能2见表1。表1PSD9XX产品主要性能器件号I/O引脚GPLD输出引脚串行ISPJTAG/ISC口Flash主存储器4kbit(8段)第二Flash存储器kbit(4段)SRAMkbit电源电压PSD913F22719有1024256165VPSD934F22719有2048256645VPSD芯片都可用PSDsoftExpress软件100%地配置，结合WSI公司的配套硬件FlashLINK写入器，可在短至7S的时间内把固件（程序和逻辑语句）编程到PSD系列器件中。PSD芯片的封装形式有PLCC塑料铅芯封装和PQFP塑料扁平封装两种。2PSD934F2的结构及主要特征2.1PSD934F2的结构3见图1图1PSD934F2系列器件中的外围应用功能示图(1)MainFlash为2Mbit的主闪速存储器（分为8个相等的扇区）。(2)ConcurrentFlash为256kbit的第二闪速存储器（分为4个大小相等的扇区）。(3)64kbit的SRAM存储器。(4)具有19个输出的通用PLD（GPLD）可用来实现外部片选或组合的逻辑功能。(5)译码PLD（DPLD）用于选择内部存储器块的地址译码。(6)8位页寄存器可使微控制器的地址空间扩大256倍。(7)内部可编程的电源管理单元（PMU）支持掉电模式的低功率模式。(8)27个可以单独配置的I/O引脚。(9)内置的JTAG标准的串行口可对全芯片进行在系统编程。2.2PSD934F2的主要特征(1)通过JTAG在系统可编程（ISP）在系统可编程是指系统未执行程序期间，对PSD空白器件编程或对空白器件的重新编程（或擦除），在对PSD内部所有存储器（包括Flash、E2PROM、SRAM）编程过程中，整个系统内不需要MCU的参与。它解决了设计者与生产商所面临的主要问题，一是在第一次对存储器编程时能将固件输入Flash；二是可建立预先编程器件的库存清单；三是能够提高集成度，减少使用昂贵的插座，增加系统可靠性等。(2)在应用编程（IAP）在应用编程是指系统在执行程序期间，由于在PSD中存在两种独立的闪速存储器阵列，MCU可通过一片闪速存储器中的程序代码，对另一片闪速存储器进行编程（或擦除）。在应用编程的这种独特结构，可以方便地通过程序在不影响运行的情况下，对PSD闪速存储器进行程序修改工作。这样使设计者从以下这些问题中解脱出来，如：对闪速存储器的同时读写，MCU可从执行代码的存储器中进行编程的；分离的程序和数据空间当现场固件更新时，可将储存在程序空间的内容写入闪速存储器中，而MCU是不允许这样做的。(3)PSDsoftExpress晶片级的软件开发工具这个开发工具可以用ISP/IAP功能引导设计者通过设计步骤一步一步地完成一个嵌入式MCU的设计，选择好使用的MCU则只要点击鼠标进入PSDsoftExpress即可使你通过设计的其余部分，包括PSD的选择、引脚定义、可编程逻辑输入和输出、MCU存储器地址分配、ANSIC代码的产生和将MCU固件与设计合并等。(4)64kbitSRAM可由一个外部电池来实现掉电保护。(5)可编程的电源管理单元自动地检测微控制器工作的空隙使PSD934F2置入掉电方式。(6)具有强大的保密功能，最大限度保护了使用者的知识产权。3PSD芯片在火灾报警控制中的应用设计PSD芯片因其较高的集成度、在系统中编程、在应用中编程的独特功能以及便利的软件开发，使得利用PSD器件系统设计方案，在增大程序存储容量、增加可靠性的前提下，还可以简化电路系统设计，缩短产品开发周期，降低产品成本等。PSD芯片在计算机应用、通信工具方面、工业及医学测控设备方面得到了广泛的应用，它在火灾报警控制器中也得到了应用，如上海凯伦消防设备总厂生产的JBLBKL4120Y等型号的火灾报警控制器都应用了PSD芯片。它的智能显示系统采用了二级CPU和PSD芯片的连接来实现的。3.1PSD芯片在智能显示系统中实现的功能见图2。图2智能显示系统的逻辑框图(1)320x240点阵式LCD的控制。用以显示控制菜单、报警图形等。(2)数码管及LED发光二极管的控制。用于显示各种状态指示如报警、故障、联动等信息。(3)状态开关量信号检测、指示等。(4)键盘输入管理，用于数据、命令等输入。(5)控制语音输出。用以输出各种操作及报警语音提示，方便使用者操作。(6)声响输出。主要有火灾报警音响、故障声响等。3.2PSD与CPU的接线图（见图3）图3PSD与CPU的接线图其中A口及C口用于键盘扫描、LED显示扫描。B口低4位输出语音提示的语素数据，而高4位用于控制4种不同的报警声。3.3器件配置(1)芯片资源的划分。第二Flash用于程序。主Flash中的5个扇区存放中文一、二级字库及ASC码字库，第6扇区用于存放系统配置参数及自定义字符串等，第7、8扇区用于存放语音语素数据。(2)嵌入式可编程器件PSD934F2的配置。PSD934F2芯片由PSDsoftExpress软件支持，它是一个在windows操作系统支持的下的软件开发工具。只需简单地用鼠标点击，设计者不需要进入硬件描述语言来定义PSD的引脚功能和分配存储器地址，可自动地对基于选定的微控制器接口进行配置,然后引导设计者一步一步进行配置，最终将代码和固件编程到PSD中去。对PSD934F2芯片的编程步骤如下：点击DEFINEPSDANDMCU/DSP进入下面的界面。在界面中CPU类型（INTEL80C32），PSD器件（PSD934F2、J型封装）及MCU参数等。然后按照步骤，依次完成DEFINEPSDPIN/NODEFUNCTIONS，即对PSD934F2的各个引脚进行功能定义。PAGEREGISTERDEFINITION，即对页寄存器所要用的位数及页面数量进行定义。CHIPSELECTEQUATIONS，即对存储器的地址空间定义。经过上述的设计，一块空白PSD934F2芯片的各引脚均做出了明确的功能定义，且完成了与MCU的紧密结合。对内部的存储器结构及所需要的数据固化至芯片中。3.4程序设计(1)程序框图。系统软件主要由主程序、2ms定时中断程序和串行口中断程序3部分构成(见图4)。主程序主要用于处理状态信息的变化及执行各种输入命令。2ms中断程序主要用于键盘及LED的扫描及实时时钟、语音播报、报警声控制等外围器件的控制工作。串行口中断程序主要完成与外部接口的数据通讯工作。图4主程序框图2ms定时中断程序框图串行口程序框图(3)命令格式。根据实际使用要求，我们把显示的命令共分为八大类：A)光标控制；B)特殊功能设置；C)模拟显示；D)文本显示；E)图形、语音操作；F)其它操作；G）LED操作；H)音响、状态操作。如光标上移一(n)行命令。格式：ASCII码：ESCAn“FF”十六进制码：1B41nFF解释：光标上移n行，横向不移动。当n缺省时，光标上移一行，横向不移动。如果光标已经位于最上一行时，将无法再向上移动。(4)命令编程。例如光标上移命令子程序A的编程：LCDCMDA:POPDPH；cursormove