用单片机控制交换矩阵,不仅成本低廉,还可通过串口通信实现远程控制和预先切换等功能。本文介绍用AT89C205l单片机和8x16模拟开关阵列MT8816实现32路输入、16路输出的矩阵交换的原理和方法。
一、8x16横拟开关阵列MT8816MT8816
是8x16模拟开关矩阵,电路框图如图1所示。接通时,模拟开关的交叉点可提供各列(X)与各行(Y)之间的内连接。控制存储器是128位ROM,其各位均由地址输入(AYO~AY2、AX0~AX3)选定。数据被异步写入存储器后,相应的交叉点开关被接通或断开。通过在控制存储器中建立相应的图样,便能按任意方式连接X和Y输入/输出。
二、32x16矩阵交换线路连接方法
32x16交换矩阵原理框图如图2所示,将MT8816的列(X)作为输入;行(Y)作为输出。U1的8路输出连接在U3和U4的前8路(X″0~X″7和X″15~X″23)输入上;U2的8路输出连接在U3和U4的后8路(X″8~X″15和X″24~X″31)输入上。这样U1的输入经过交换可从U3或U4输出,U2的输入经过交换也可从U3或U4输出,实现了32路输入、16路输出的转换。
三、用AT89C205l控制实现32x16矩阵交换
1.AT89C2051控制端口分配
(1)P3.0和P3.1作为串行通信口;
(2)P3.2、P3.3与P3.4作为74LS245及MT8816片选译码器的输入;
(3)P3.5作为MT8816的复位输出;
(4)P3.7作为MT8816的选通(STROBE)信号;
(5)P1.7口作为MT8816的DATA信号,P1.6~P1.0作为MT8816的地址。
2.AT89C2051可寻址位的分配
用内存单元2CH表示U1与U3和U4的连接关系:0表示与U3连接,1表示与U4连接;用内存单元2DH表示U2与U3和U4的连接关系:O表示与U4连接,1表示与U3连接;用内存单元2EH和2FH表示U3与U4输出通道的空闲状态,O表示空闲,l表示占用;用内存单元30H~4FH表示32路输入与一级通道连接状态,O表示空闲,1表示占用;用内存单元10H~1FH表示16路一级输出与二级输入通道连接状态,O表示无连接,l表示有连接;用内存单元5EH和5FH表示Ul和U2有无空闲输出通道,0表示有空闲,l表示无空闲。
内存单元10H~1FH与2CH及2DH配合使用,就可以建立并记录经过一级交换后的输出通道与二级交换输入之间的交换链路。