主板MCU基本电路的工作原理详解

（MCU外挂存储器与复位电路）U2（X5043）是一款集看门狗、电压监控和串行E²PROM等3种功能于一身的可编程序控制电路芯片。这种组合降低了系统成本、减少了电路板空间和增加了可靠性。

上电期间激活上电复位电路，它保持复位电平一个特定的有效时间，执行复位操作，该信号可避免系统微处理器在电压不足或振荡器未稳定的情况下工作。表8-1为X5043引脚功能。

表8-1 X5043引脚功能

（续）

看门狗定时器对微控制器提供了一个独立的保护机制。当系统故障时间超过预定时间后，重新激活信号，执行复位操作。看门狗定时器的作用是通过监视WDI输入来监视微处理器是否激活。由于微处理器必须周期性地触发引脚以避免RESET信号激活而使电路复位，所以引脚必须在看门狗超时时间终止之前受到由高至低信号的触发；器件的低Vcc检测电路可以保护系统免受低电压之影响，当Vcc降到最小Vcc转换点以下时，系统复位，从而避免微处理器在电源失效或断开的情况下工作。复位一直持续到Vcc回到正常工作电平并且稳定为止，从而避免微处理器在电源失效或断开的情况下工作。X5043的存储器部分是具有Xicor锁保护的CMOS4KB串行E²PROM。其软件协议允许工作在一个简单四线总线上。

（RS485通信电路）在工业环境中，要求用最少的信号线完成通信任务，RS485串行接口总线正是在此基础上形成的。RS485通信是迄今为止接线上最为经济的一种控制方式。应用优点是传输线路简单经济，抗干扰性能好，传输距离长，具有多站能力，易于构成控制系统。如用PLC作为上位机，可通过RS485通信，同时最多控制32台变频器的起停，而信号线只有两根（总线控制方式）。U3（贴片印字75176B，型号全称为SN75176B）是用于在多点总线传输线上进行双向数据通信的单片集成电路，把3态差分线驱动器和差分输入线接收器结合在一起，用5V单电源工作。驱动器和接收器分别具有高电平有效和低电平有效使能端，改变其电平状态可起到控制通信方向的目的。SN75176B的电气特性：电路采用平衡驱动器和差分接收器的组合，电路传输的为（差分）脉冲串信号，其逻辑电平的“0”和“1”由A、B两线间的电压差决定。当A＞B200mV时，接收器RO输出1（高电平），当A＜B200mV时，RO输出0（低电平）。抗共模干扰能力增强，能适应较长的传输距离。

SN75176B的逻辑功能与等效电路如图8-19所示。

SN75176B器件内含一个R接收器和一个D驱动器，、DE为接收输出使能和驱动输出使能控制端；RO为接收器输出端，A、B总线信号经转换由该RO端输出至MCU的RXD端；D为驱动器输入端，MCU的TXD输出串行数据信号经D端输入至芯片内部驱动器电路，转换后由A、B总线输出至外线路。如果用于单双工通信模式，可将SN75176B芯片的2、3脚短接，则由MCU输出信号控制其处于数据发送或数据接收状态。SN75176B芯片的功能表见8-2。

MCU芯片的其他外围电路，如供电、时钟等电路，上文已有详细介绍，此处从略。(www.xing528.com)

图8-19 SN75176B逻辑功能图与内部等效电路图

图8-20 主板MCU基本电路

表8-2 SN75176B芯片的功能表

H=高电平，L=低电平，？=不定，X=无关系，Z=高阻抗（断开）

（MCU主板与操作显示面板通信电路）主板MCU与面板MCU通信，采用三线制方式，即数据输入、数据输出和传输方向控制，两者经CN1/J1端子和排线通信，数据传输先经六反相器（74HC14D）进行反相之反相（同相传输）驱动和缓冲，再进入MCU引脚。通信电路如图8-21所示。

图8-21 MCU主板与操作显示面板通信电路