0P7200嵌入式多功能控制器從原理到應用全解析

1 0P7200多功能控制器簡介

1.1 外觀

0P7200具有9個薄膜按鍵，1/4 VGA(320×240像素)帶程控開關的白色背光LCD和409* 096模擬量觸摸屏，如圖1所示。0P7200外形尺寸為144 mm×112 mm×43 mm，已通過CE認證，可在惡劣的工作環境中穩定工作。

1.2 內部結構

0P7200多功能控制器的內核是Rabbit 2000微處理器，它以CPLD作為譯碼單元，同時擴充片外Flash存儲器和SRAM存儲器。在接口方面，微處理器Rabbit 2000直接控制RS485、RS232、以太網等接口，同時利用CPLD可實現對其他接口的控制，如數字輸入/輸出接口、模數轉換控制接口，LCD顯示控制接口、鍵盤控制接口、觸摸屏控制接口等。其內部結構如圖2所示。

1.3 引腳功能描述

0P7200的引腳配置如圖3所示，各引腳功能描述如下：1)19路開關量輸入通道，輸入電壓范同為±36 V且帶有過壓保護功能;2)8路開關量輸出通道，每路可以用軟件進行單獨配置，且每個通道在有源時最大可輸出電壓40V、電流350 mA，無源時最大可輸出電壓40V、電流250 mA，三態時最大輸出電壓40V;3)模擬量采集通道，單端輸入時提供8路11位分辨率的模擬輸入通道，差分輸入時提供4路12位分辨率的模擬輸入通道，且輸入信號可用軟件設定增益，單端輸入時在0～20.0 V范圍內有8種選擇，差分輸入時在0～±20.0 V范圍內也有8種選擇;4)10Base T以太網接口，帶RJ-45接口;5)3個串口，其中包括1個RS485接口，2個3線的RS232接口;6)復位引腳，低電平有效;7)2個外部電源接口，可使用9～40 V的直流電源或24 V的交流電源，且內部具有穩壓電路。同時，OP7200內部有可更換的3V硬幣型鋰電池，用于保持實時時鐘和SRAM。

1.4 軟件開發環境

OP7200的編程使用Z-World工業級的Dynamic C(或動態C)軟件開發平臺，它是一套用于編寫嵌入式應用軟件的開發系統，專為Z-World控制器和基于Rabbit微處理器的控制器而設計的。

Dynamic C開發平臺集成了編輯、編譯、鏈接、裝載和調試等功能，還帶有許多函數庫，用來支持實時編程、芯片級I/O，支持國際字符、位圖圖像以及圓、線、矩形等圖形結構的顯示。它還具有以下功能：1)函數串，這是一個動態C特有的概念，它允許在一個或多個函數中包含特殊的代碼塊。當程序執行到指定的函數串時，將執行該串中所有的代碼塊。函數串支持軟件初始化、數據恢復以及其他多種任務的請求;2)互聯語句，它可以實現在一個程序中模擬多個并發事件;3)公有函數，允許在一個程序中模擬協作事件;4)部分聲明支持單個程序中的搶先事件;5)中斷關鍵字允許程序員使用標準C來編寫中斷服務程序;6)共享和保護關鍵字，主要用于實現受保護的數據在不同區域的實現共享或將其存儲在電池供電的存儲器中;7)動態C的特征之一，允許程序員最大限度地使用擴展內存。

Dynamic C還支持協作多任務處理和搶先多任務處理。協作多任務處理是一種同時執行多種不同任務的方法，當不需執行任何立即任務時，每一個單獨任務都會自動遵守其運行時間。搶先多任務處理是一種優先處理優先級較高的任務，一般程序通過中斷，強制執行優先級較高的任務。

2 0P7200在應答機自動測試系統中的應用

空中交通管制機載應答機(簡稱應答機)是一種重要機載導航設備，它配合地面二次雷達工作，為空中交通管制系統提供應答機載機平臺的各種信息，從而實現對飛機的管理和監督，維護空中交通秩序。針對某型應答機的測試要求，采用OP7200構建應答機自動測試系統。

2.1 OP7200接口應用

OP7200作為應答機自動測試系統的控制和顯示單元，負責整個系統測試任務的調度，數據處理、接口控制、結果顯示等多種任務，其接口如圖4所示。它完成的任務包括以下幾種：1)界面顯示，由LCD顯示屏完成;2)界面切換、工作模式選擇與控制、參數輸入等，由觸摸屏完成;3)測試界面的切換，由9個按鍵(其功能可被觸摸屏代替)完成;4)繼電器開關電路中的通道選擇，由8路數字輸出完成;5)測量檢波器輸出的電壓，判斷收發機是否工作，由1路A/D轉換完成;6)收發機檢測電路的通信和射頻模塊控制電路的通信，分別由2個3線RS232接口完成;7)控制盒模擬電路的通信，由RS485接口完成;8)信息交互由以太網接口完成。同時，0P7200采用27V直流供電。