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基于51单片机的多功能供电控制系统设计

作者:时间:2014-05-28来源:网络收藏

引言

本文引用地址:http://www.amcfsurvey.com/article/247523.htm

在工业控制中经常需要对某些温度进行巡检和控制,需要定时控制电机的起动和停止,需要根据料位计开关的状态控制多台卸料、输料电机按照设定顺序运转。在对温度巡检和控制时,要求当温度低于设定的温度下限时,加热系统开始工作,当温度超过设定温度上限时,加热系统停止工作。某台电机是启动还是停止不仅取决于定时时间、料位计开关状态, 还取决于其它电机的运行状态。

硬件设计

本系统以单片机为基础,将多路温度控制、电机定时起停和卸料、输料控制等几项功能合而为一。此外,本系统还具有以下功能:1、通过检测电机的接触器,在电机该运转而没有运转时进行故障报警。2、在热电阻开路时报警。3、能自动检测电机的通路,屏蔽掉没有接入的通路。4、通过键盘设置相应的参数并保存在FLASH存贮器中,这样即使在断电以后参数也不会丢失。5、通过大屏幕LCD显示温度、设定的参数及报警状态。6、具有RS-232和RS-485两种串行接口,可以通过上位机操作测控单元,显示结果,并可以实现多个单元通信。图1为系统结构框图。

考虑到本系统程序较大,需要的程序存贮器和内部RAM都较多,如果选用普通C51或C52系列的单片机,则需要外扩RAM和EEPROM,因此,本系统选用了公司的作为微处理器。内部有1024B的RAM,64kB的FLASH存贮器,足以满足需要。但需要注意的是国内目前很多仿真器都不能仿真RAM大于256B和EEPEOM大于16kB的单片机,去年下半年Wave公司推出的E6000系统仿真器能解决这一问题。


图1 系统结构框图


图2 开关量的输入、输出


图3 信号调节与前置放大电路


图4 程序流程图

本系统共有79个开关信号,其中输入信号47个,输出信号32个,单片机可用的I/O口一般只有几个,必须扩展I/O口。输入的开关信号都是24V的直流信号。由于电机接触器的反馈输入信号有可能引入冲击,所以必须进行光电隔离,否则有可能损坏CPU系统。输出的电机或电铃控制信号都是220V的交流信号,用继电器输出,由于CPU的I/O口不能直接驱动继电器,所以必须进行驱动放大。另外,继电器控制线圈的两端必须反向并联一个二极管,以消除继电器触点断开时产生的电弧。

图2为本系统采用的开关量输入、输出电路图,共使用了5片8255以扩展I/O口,在电机的反馈输入端及料位计开关输入端进行了光电隔离,将24V的直流开关反馈信号转换成5V的TTL信号,同时将外部输入与系统隔开,对系统起保护作用。选用的TLP521-4光电隔离芯片含四个独立的光电隔离器。R1和R2选用电阻排,从而减小了电路空间。系统采用继电器输出,通过电机接触器控制电机或电铃的起停。

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关键词: Philips P89c51RD+

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