全固态1KW-III型发射机微机监测控制板功能和存在的问题

张 颖 党振宇

1.2.内蒙古新闻出版广电局莫力达瓦794发射台 内蒙古 莫力达瓦旗 162850

全固态1KW-III型发射机微机监测控制板功能和存在的问题

张 颖1党振宇2

1.2.内蒙古新闻出版广电局莫力达瓦794发射台 内蒙古 莫力达瓦旗 162850

本文介绍了794台正在使用的是全固态1KW-III发射机微机监测控制板CPU的各项功能，在使用情况遇到的问题。

CPU功能 显示 存在的问题

随着科技的发展，广播发射台的发射机设备也在不断更新，主要体现在微机监测控制板上。本文对新一代微机监测控制板进行了分析。

1 功能分析

794台正在使用的是全固态1KW-III发射机，其微机控制板CPU芯片型号为STM32F103VC，意法半导体（ST）公司出品，内核是Cortex-M3的中低端32位的ARM微控制器。在微机监测控制板上，主要完成的功能有：键盘识别、时钟读取、数据存储、数据处理、报警识别、驱动LCD显示屏和通信。

全固态1KW-III发射机微机检测板CPU及外部设备，如图1所示。

1.1 键盘识别功能

CPU芯片通过识别PC0～PC7 8个I/O端口的高低电平，识别出按键，之后转入到键盘中断处理程序进行处理。其中，有三个按键数据同时送入74HC20D逻辑门，其输出控制端口PC7的输入状态，提供数据给CPU，辅助CPU处理键盘。原理如图2所示，KEYA-KEYG由外部按键输入。

图1 微机监测控制板CPU及外部设备

1.2 时钟数据读取

CPU外部搭载时钟芯片DS1302，实现了实时时钟的读取。并可以为数据记载提供时间依据，改变了只能记录数据不能提供数据时间的弊端。CPU控制时钟芯片DS1302需要1根时钟线、1根数据线和1根复位线。DS1302提供备用电源管脚，在备用电源上安装电池，保证发射机掉电后时钟数据不丢失。当电源电压大于备用电源0.2V以上，使用电源供电；发射机断电后，启用备用电源供电。原理如图2所示。

1.3 数据存储功能

图2 CPU与外围设备连接原理图

微机监测控制板有数据存储功能。CPU通过自身的I2C总线接口，将实时数据存储在E2PROM-AT24C512中。AT24C512存储器具有掉电不丢失的优点，数据保存长达40年。当查询某时间数据时，可通过键盘给CPU指令，单片机通过I2C总线读取数据，并通过RX232串口发送给显示屏主板，用于数据显示。数据线连接，如图2所示。

1.4 报警识别功能

CPU通过I/O端口识别出低压电源报警、欠推动报警、过推动报警、反射报警和过流报警。CPU将报警状态发送到显示屏上，并使能报警器报警。

1.5 数据处理功能

微机监测控制板通过CPU的模数转换功能，将采集的入射功率、反射功率、功放电压和射频驱动等的模拟量，转换成数字量发送给显示屏主板，显示发射机实时数据。

1.6 驱动LCD显示屏

CPU通过并行方式以8080数据模式读写LCD显示屏数据。8080数据模式由8根数据线和4根控制线共同组成，控制线分别为读使能WD、写使能RD、片选信号线CS和地址锁存线ALE。其优势是控制简单方便，无需时钟和同步信号。缺点是耗费GRAM，难以做成大屏。

1.7 与控制桌上位机通信

使用CPU串口功能，实现发射机与上位机的数据交互和控制。CPU将通信协议数据，以数据流的形式，定时向上位机传送并随时接受上位机下发的开机、关机和复位指令，完成串口的全双工通信。数据流提供的数据有入射功率、反射功率、功放电压、驱动电压、载频、射频推动电压和开机方式状态等。上位机根据这些数据，能够实现实时监控发射机的运行状态。CPU串口数据经MAX491芯片，将TTL逻辑电平转换成差动电压实现RX485的通信模式。RS-485采用平衡发送和差分接收的方式工作，因此，抑制共模干扰的能力很强。总线收发器（MAX491）具有高灵敏度，传输信号能在千米以外得到恢复。RS-485采用半双工工作方式，任何时候只能有一点处于发送状态，因此，发送电路须由使能信号加以控制。数据线连接，如图2所示。

2 存在的问题

全固态1KW-III发射机在794台7个月的使用过程中，经常出现微机监测控制板死机的现象，且不能自动恢复，复位按键失效。只能将发射机关闭，并关闭低压电源，再重新开机恢复正常，这种情况的频繁发生给794台的安全播出带来隐患。

笔者认为解决这个问题，在软件程序上要充分利用CPU本身自带的看门狗功能，不定时的检查CPU运行状态。在没响应或死机时能够调用自动重新启动CPU程序并初始化外部设备。启用CPU的硬件复位功能，在发现死机后可以按复位键重启CPU。以保证在死机不能自主恢复情况下，不用关闭发射机，影响正常播出。

审稿人：严志刚 内蒙古新闻出版广电局包头广播发射中心台 正高级工程师

责任编辑：王学敏

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2096-0751（2017）04-0027-03

张 颖 内蒙古新闻出版广电局莫力达瓦794发射台 助理工程师

党振宇 内蒙古新闻出版广电局莫力达瓦794发射台 助理工程师