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图3.19 启动传送电机控制电路
②中间继电器的选型 1 地理位置气候作用要素
主要指海拔高度、环境温度、湿度、和电磁干扰等要素。考虑控制系统的普遍适用性,兼顾必须长年累月可靠运行的特殊性,装置关键部位必须选用具有高绝缘、强抗电性能的全密封型(金属罩密封或塑封型,金属罩密封产品优于塑封产品)中间继电器产品。因为只有全密封继电器才具有优良的长期耐受恶劣环境性能、良好的电接触稳定、可靠性和切换负载能力(不受外部气候环境影响)。 2 机械作用要素
主要指振动、冲击、碰撞等应力作用要素。对控制系统主要考虑到抗地震应力作用、抗机械应力作用能力,宜选用采用平衡衔铁机构的小型中间继电器。 3激励线圈输入参量要素
主要是指过激励、欠激励、低压激励与高压(220 V)输出隔离、温度变化影响、远距离有线激励、电磁干扰激励等参量要素,这些都是确保电力系统自动化装置可靠运行必须认真考虑的因素。按小型中间继电器所规定的激励量激励是确保它可靠、稳定工作的必要条件。
4触点输出(换接电路)参量要素
主要是指触点负载性质,如灯负载,容性负载,电机负载,电感器、接触器(继电器)线圈负载,阻性负载等;触点负载量值(开路电压量值、闭路电流量值),如低电平负载、干电路负载、小电流负载、大电流负载等。
任何自动化设备都必须切实认定实际所需要的负载性质、负载量值的大小,选用合适的继电器产品尤为重要。继电器的失效或可靠不可靠,主要指触点能否完成所规定的切换电路功能。如切换的实际负载与所选用继电器规定的切换负载不一致,可
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靠性将无从谈起。
③继电器在本系统中的应用
本系统采用汇科欧姆龙 MY2J中间继电器
特 点:适用各种用途上的小型继电器,额定电流5A,机械寿命AC5000万次以上,DC1亿次以上,开闭频率度18000次/h,电气寿命AC50万次以上,负载开闭频率度1800次/h.电 压:AC110V AC220V AC24V DC12V DC24V DC48V由于此中间继电器控制的是交流接触器而不是直接控制电机,因此该中间继电器能够满足负载要求。 3.4.4 系统运行指示灯电路的设计
图3.20 工作指示电路
如图3.20,当系统启动开关没有才闭合时,P1.5为高电平,而当S闭合时,P1.5电平被拉低,LED1被点亮,表示系统正在工作。
3.5 复位电路
①内部复位电路介绍
STC89C52RC单片机采用高电平复位方式,高电平复位脉冲红RST引脚输入到内部施密特触发器整形后,送CPU内部复位电路。CPU在每一个机器周期的S5P2相采样施密特触发器的输出端,若为高电平,则强迫机器进入复位状态。为了保证CPU内部各单元电路可靠复位,RST引脚复位脉冲高电平维持时间必须大于等于2个机器周期,只要RST引脚保持高电平状态,则每隔2机器周期将重复一次复位操作,直到RST引脚变为低电平。当RST引脚由高电平变为低电平后,CPU将脱离复位状态,进入取指周期。复位后,PC=0000H,即人程序存储器的0000H单元取出第一条指令的机器码。
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RST为高电平期间,P0口为高阻态,P1~P3口输出高电平;外部程序存储器读选通信号PSEN-无效,地址锁存信号ALE也为高电平。当EA-/Vpp引脚接地时,RST变为低电平,此时P0、P2口应为脉冲状态,PSEN-、ALE引脚也为脉冲状态,P1、P3口的状态由程序决定;当EA/Vpp引脚接高电平,即复位后从片内程序存储器执行指令时,P0、P2口作I/O引脚,其状态由程序设定,PSEN-信号无效。复位操作不改变内部RAM单元内容,但复位后将重新定义特殊功能寄存器的初值。 ②外部复位电路设计
如图3.21所示,当单片机刚接通VCC瞬间,电容C13上的电阻几乎为零,电压基本无降落,RST引脚获得高电平,而10uF容量的电容可满足高电平的持续时间,从而引发单片机复位。随着电容的充电,RST电平逐渐变低,单片机复位结束。
SW-PB是手动复位按钮,当换下时,电容通过R5放电,最终RST引脚电压值由R5与R6分压比决定,由于R5远小于R6,VCC经过R5降落很小,因此RST获得高电平,引发单片机复位。按钮松开后,电容C13充电,RST引脚电平变低,单片机脱离复位状态。图中二极管的作用是当单片机掉电后(此时VCC引脚与VSS引脚等电位),给电容C13提供放电通路,以保证再通电时,RST能有效的获得低电平,使单片机可靠的复位。R5的作用是限制复位按钮按下瞬间电容C13的放电电流,避免产生火花,用来保护按钮的触点。
RST
图3.21 89C52复位电路
3.6 3.6键盘及显示接口电路设计
本系统的显示器采用的是LCD1602,还扩展的4X4矩阵键盘。因用到的引脚较多,且
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驱动LCD1602的引脚信号需要保持一定的时间,因此适宜用自带输出锁存器的可编程芯片8255A。
3.6.1 可编程芯片8255A简介
8255A芯片是可编程外设接口电路(Programmable Peripheral Interface)简称 PPI。具有24条输入/输出引脚、可编程的通用并行输入/输出接口电路。它是一片使用单一+5V电源的40脚双列直插式大规模集成电路。8255A的通用性强,使用灵活,通过它CPU可直接与外设相连接。
8255A在使用前要写入一个方式控制字,选择A、B、C三个端口各自的工作方式,共有三种;
方式0 :基本的输入输出方式,即无须联络就可以直接进行的 I/O方式。其中A、B、C口的高四位或低四位可分别设置成输入或输出。
方式1 :选通I/O,此时接口和外围设备需联络信号进行协调,只有A口和B口可以工作在方式1,此时C口的某些线被规定为A口或B口与外围设备的联络信号,余下的线只有基本的I/O功能,即只工作在方式0.
方式2: 双向I/O方式,只有A口可以工作在这种方式,该I/O线即可输入又可输出,此时C口有5条线被规定为A口和外围设备的双向联络线,C口剩下的三条线可作为B口方式1的联络线,也可以和B口一起方式0的I/O线。
8255A是一个并行输入、输出器件,具有24个可编程设置的I/O口,包括3组8位的I/O为PA口、PB口、PC口,又可分为2组12位的I/O口:A组包括A口及C口高4位,B组包括B口及C组的低4位。
A口可以设置为方式0、方式1、方式2,B口与C口只能设置为方式0或方式1 3.6.2 显示接口电路 ①LCD1602简介
1602液晶也叫1602字符型液晶它是一种工业字符型液晶,能够同时显示16x02即32个字符(16列2行)。专门用来显示字母、数字、符号等的点阵型液晶模块它有若干个5X7或者5X11等点阵字符位组成,每个点阵字符位都可以显示一个字符。每位之间有一个点距的间隔每行之间也有间隔起到了字符间距和行间距的作用,正因为如此所以他不能显示图形。 管脚功能: 如图3.22所示:
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第1脚:VSS为电源地 第2脚:VDD接5V电源正极 第3脚:V0为液晶显示器对比度调整端,接正电源时对比度最弱,接地电源时对比度最高(对比度过高时会 产生“鬼影”,使用时可以通过一个10K的电位器调整对比度)。
第4脚:RS为寄存器选择,高电平1时选择数据寄存器、低电平0时选择指
3.22 LCD1602引脚图
第5脚:RW为读写信号线,高电平(1)时进行读操作,低电平(0)时进行写操作。 第6脚:E(或EN)端为使能(enable)端。 第7~14脚:D0~D7为8位双向数据端。
第15~16脚:空脚或背灯电源。15脚背光正极,16脚背光负极。 1602LCD的特性 ①5V电压,对比度可调 ②内含复位电路
③提供各种控制命令,如:清屏、字符闪烁、光标闪烁、显示移位等多种功能 ④有80字节显示数据存储器DDRAM
⑤内建有192个5X7点阵的字型的字符发生器CGROM ⑥8个可由用户自定义的5X7的字符发生器CGRAM 操作控制
注:关于E=H脉冲——开始时初始化E为0,然后置E为1。
DDRAM就是显示数据RAM,用来寄存待显示的字符代码。共80个字节,下面列出其地址和屏幕的对应关系:
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