微型計(jì)算機(jī)控制第4章常用控制程序的設(shè)計(jì)

1、第4章 常用控制程序的設(shè)計(jì) 4.1 4.1 報(bào)警程序的設(shè)計(jì)報(bào)警程序的設(shè)計(jì) 4.2 4.2 開關(guān)量輸出接口技術(shù)開關(guān)量輸出接口技術(shù) 4.3 4.3 電機(jī)控制接口技術(shù)電機(jī)控制接口技術(shù) 4.4 4.4 步進(jìn)電機(jī)控制接口技術(shù)步進(jìn)電機(jī)控制接口技術(shù)4.1報(bào)警程序設(shè)計(jì)報(bào)警程序設(shè)計(jì) 在微型機(jī)控制系統(tǒng)中，為了安全，在微型機(jī)控制系統(tǒng)中，為了安全， 對(duì)于一些重要的參數(shù)或系統(tǒng)部位，對(duì)于一些重要的參數(shù)或系統(tǒng)部位， 都設(shè)有緊急狀態(tài)報(bào)警系統(tǒng)，都設(shè)有緊急狀態(tài)報(bào)警系統(tǒng)， 以便提醒操作人員注意，或采取緊急措施。以便提醒操作人員注意，或采取緊急措施。微機(jī)控制技術(shù)4.1報(bào)警程序設(shè)計(jì)報(bào)警程序設(shè)計(jì)4.1.1 常用報(bào)警方式4.1.2 簡單報(bào)

2、警程序的設(shè)計(jì)4.1.3 越限報(bào)警程序的設(shè)計(jì)4.1.4 遠(yuǎn)程自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)4.1.1 常用報(bào)警方式常用報(bào)警方式在控制系統(tǒng)中通?？刹捎迷诳刂葡到y(tǒng)中通?？刹捎?聲音聲音 如電鈴、電笛發(fā)出如電鈴、電笛發(fā)出，蜂鳴器，蜂鳴器， 集成電子音樂芯片，集成電子音樂芯片， 光光 發(fā)光二極管或閃爍的白熾燈等發(fā)光二極管或閃爍的白熾燈等 語音報(bào)警，語音芯片語音報(bào)警，語音芯片 圖形與聲音混合報(bào)警圖形與聲音混合報(bào)警， 顯示報(bào)警畫面（如報(bào)警發(fā)生的順序、報(bào)警發(fā)生顯示報(bào)警畫面（如報(bào)警發(fā)生的順序、報(bào)警發(fā)生 的時(shí)間、報(bào)警回路編號(hào)、報(bào)警內(nèi)容及次數(shù)等）。的時(shí)間、報(bào)警回路編號(hào)、報(bào)警內(nèi)容及次數(shù)等）。微機(jī)控制技術(shù)4.1.1常用報(bào)警方式常用

3、報(bào)警方式1 1發(fā)光二極管及白熾燈驅(qū)動(dòng)電路發(fā)光二極管及白熾燈驅(qū)動(dòng)電路（1 1）報(bào)警方法不同采用的驅(qū)動(dòng)電路方式也不同。）報(bào)警方法不同采用的驅(qū)動(dòng)電路方式也不同。 發(fā)光二極管的驅(qū)動(dòng)電流一般在發(fā)光二極管的驅(qū)動(dòng)電流一般在 202030mA30mA， 不能直接由不能直接由 TTL TTL 電平驅(qū)動(dòng)，常采用電平驅(qū)動(dòng)，常采用 OC OC 門驅(qū)動(dòng)器。門驅(qū)動(dòng)器。 如如 74LS06/07 74LS06/07 等。等。 白熾燈報(bào)警時(shí)，應(yīng)該使用交流固態(tài)繼電器進(jìn)行控制。白熾燈報(bào)警時(shí)，應(yīng)該使用交流固態(tài)繼電器進(jìn)行控制。（2 2）為了能保持報(bào)警狀態(tài)，常采用帶有鎖存器的）為了能保持報(bào)警狀態(tài)，常采用帶有鎖存器的I/OI/O接口芯片

4、，接口芯片， （ Intel 8155Intel 8155、8255A 8255A ） 也可選用一般的鎖存器，也可選用一般的鎖存器， （ 74LS27374LS273，74LS37374LS373，或，或 74LS37774LS377等）微機(jī)控制技術(shù)4.1.1常用報(bào)警方式常用報(bào)警方式圖圖4-1 LED4-1 LED報(bào)警接口電路報(bào)警接口電路微機(jī)控制技術(shù)4.1.1常用報(bào)警方式常用報(bào)警方式 2. 2. 聲音報(bào)警驅(qū)動(dòng)電路聲音報(bào)警驅(qū)動(dòng)電路 常采用模擬聲音集成電路芯片常采用模擬聲音集成電路芯片， 如如 KD-956X KD-956X 系列，系列， 采用采用CMOSCMOS工藝，軟封裝的報(bào)警工藝，軟封裝的報(bào)

5、警ICIC芯片。芯片。（1 1）工作電壓范圍寬；）工作電壓范圍寬；（2 2）靜態(tài)電流低；）靜態(tài)電流低；（3 3）外接振蕩電阻可調(diào)節(jié)模擬聲音的放音節(jié)奏；）外接振蕩電阻可調(diào)節(jié)模擬聲音的放音節(jié)奏；（4 4）外接一只小功率三極管，便可驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器。）外接一只小功率三極管，便可驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器。 其功能如表其功能如表4.14.1（P97P97） 所示。所示。微機(jī)控制技術(shù)4.1.1常用報(bào)警方式常用報(bào)警方式型型 號(hào)號(hào)聲聲 光光 性性 能能KD-9561KD-9561機(jī)槍、警笛、救護(hù)車、消防車聲機(jī)槍、警笛、救護(hù)車、消防車聲KD-9561BKD-9561B嘟嘟嘟嘟聲聲KD-9562KD-9562機(jī)槍、炮彈等機(jī)槍、炮彈等

6、8 8聲聲KD-9562BKD-9562B光控報(bào)警聲光控報(bào)警聲KD-9562CKD-9562C單鍵單鍵8 8音音KD-9563KD-95633 3聲聲2 2閃光閃光KD-9565KD-95656 6聲聲5 5閃光閃光微機(jī)控制技術(shù)4.1.1常用報(bào)警方式常用報(bào)警方式KD-956XKD-956X系列系列ICIC芯片具有以下共同特性：芯片具有以下共同特性：（1 1）工作電壓范圍寬；）工作電壓范圍寬；（2 2）靜態(tài)電流低；）靜態(tài)電流低；（3 3）外接振蕩電阻可調(diào)節(jié)模擬聲音的放音節(jié)奏；）外接振蕩電阻可調(diào)節(jié)模擬聲音的放音節(jié)奏；（4 4）外接一只小功率三極管，便可驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器。）外接一只小功率三極管，便可驅(qū)動(dòng)揚(yáng)

7、聲器。微機(jī)控制技術(shù)4.1.1常用報(bào)警方式常用報(bào)警方式 模擬聲模擬聲選聲端電平選聲端電平SEL1 SEL1 SEL2 SEL2 機(jī)器聲機(jī)器聲空空 VDD VDD 警備聲警備聲VDDVDDVSS VSS 救護(hù)車聲救護(hù)車聲VSS VSS VSS VSS 消防車聲消防車聲空空 VSS VSS 微機(jī)控制技術(shù)表表4.1 KD956X 4.1 KD956X 系列報(bào)警芯片功能表系列報(bào)警芯片功能表 P96P964.1.1常用報(bào)警方式常用報(bào)警方式 KD-9561 KD-9561 芯片內(nèi)設(shè)：芯片內(nèi)設(shè)： 振蕩器、節(jié)拍器、音色發(fā)生器、振蕩器、節(jié)拍器、音色發(fā)生器、 地址計(jì)數(shù)器、控制和輸出級(jí)等部分。地址計(jì)數(shù)器、控制和輸出級(jí)

8、等部分。 根據(jù)內(nèi)部程序，設(shè)有兩個(gè)選聲端根據(jù)內(nèi)部程序，設(shè)有兩個(gè)選聲端 SELlSELl和和SEL2SEL2， 改變這兩端的電平，便可發(fā)出各種不同的音響。改變這兩端的電平，便可發(fā)出各種不同的音響。 詳見表詳見表4.24.2。 VDDVDD提供電源正端電壓，提供電源正端電壓，VSSVSS指電源負(fù)端電壓（地）。指電源負(fù)端電壓（地）。 KD-9561KD-9561能發(fā)出能發(fā)出4 4種不同的聲音，且體積小，價(jià)格低廉，音響種不同的聲音，且體積小，價(jià)格低廉，音響逼真，控制簡便，所以，廣泛應(yīng)用于報(bào)警裝置及電動(dòng)玩具。逼真，控制簡便，所以，廣泛應(yīng)用于報(bào)警裝置及電動(dòng)玩具。 外形及報(bào)警器電路圖，如圖外形及報(bào)警器電路圖，

9、如圖4.24.2所示。所示。微機(jī)控制技術(shù)4.1.1常用報(bào)警方式常用報(bào)警方式圖圖4.2 KD-95614.2 KD-9561的外形和報(bào)警電路圖的外形和報(bào)警電路圖 P97P97微機(jī)控制技術(shù)4.1.1常用報(bào)警方式常用報(bào)警方式 如圖4.2（b）中所示，當(dāng)系統(tǒng)檢查到報(bào)警信號(hào)以后，使三極管9013導(dǎo)通，發(fā)出報(bào)警聲音。圖中的R1選值一般在180k290k之間。R1的阻值愈大，報(bào)警聲音愈急促；反之，報(bào)警聲音節(jié)湊緩慢。微機(jī)控制技術(shù)4.1.2 簡單報(bào)警程序的設(shè)計(jì)簡單報(bào)警程序的設(shè)計(jì)（1 1）軟件報(bào)警程序）軟件報(bào)警程序 這種方法的基本作法是把被測參數(shù)如溫度、壓力、流量、速度、成分等參數(shù)，經(jīng)傳感器，變送器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器，

10、送到微型機(jī)后，再與規(guī)定的上、下限值進(jìn)行比較，根據(jù)比較的結(jié)果進(jìn)行報(bào)警或處理，整個(gè)過程都由軟件實(shí)現(xiàn)。這種報(bào)警程序又可分簡單上、下限報(bào)警程序，以及上、下限報(bào)警處理程序。微機(jī)控制技術(shù)4.1.2 簡單報(bào)警程序的設(shè)計(jì)簡單報(bào)警程序的設(shè)計(jì)（2 2）硬件申請(qǐng)、軟件處理報(bào)警程序）硬件申請(qǐng)、軟件處理報(bào)警程序 報(bào)警要求直接由傳感器產(chǎn)生。報(bào)警要求直接由傳感器產(chǎn)生。 例如：電接點(diǎn)式壓力報(bào)警裝置例如：電接點(diǎn)式壓力報(bào)警裝置 當(dāng)壓力高于（或低于）某一極限值時(shí)，當(dāng)壓力高于（或低于）某一極限值時(shí)， 接點(diǎn)即閉合，正常時(shí)則打開。接點(diǎn)即閉合，正常時(shí)則打開。 利用開關(guān)量信號(hào)，通過中斷的辦法來實(shí)現(xiàn)對(duì)參數(shù)或利用開關(guān)量信號(hào)，通過中斷的辦法來實(shí)現(xiàn)

11、對(duì)參數(shù)或位置的監(jiān)測。位置的監(jiān)測。 例如，行車系統(tǒng)、電接點(diǎn)壓力表等。例如，行車系統(tǒng)、電接點(diǎn)壓力表等。 微機(jī)控制技術(shù)4.1.2 簡單報(bào)警程序的設(shè)計(jì)簡單報(bào)警程序的設(shè)計(jì)根據(jù)系統(tǒng)和參數(shù)的要求，報(bào)警程序可分為：根據(jù)系統(tǒng)和參數(shù)的要求，報(bào)警程序可分為： 簡單的越限報(bào)警程序；簡單的越限報(bào)警程序； 報(bào)警處理程序。報(bào)警處理程序。微機(jī)控制技術(shù)4.1.2 簡單報(bào)警程序的設(shè)計(jì)簡單報(bào)警程序的設(shè)計(jì)1. 1. 軟件報(bào)警程序設(shè)計(jì)軟件報(bào)警程序設(shè)計(jì) 鍋爐水位自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，鍋爐水位自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)， 汽包水位是鍋爐正常工汽包水位是鍋爐正常工作的重要指標(biāo)。作的重要指標(biāo)。 液面太高會(huì)影響汽包的汽水分離，產(chǎn)生蒸汽帶液現(xiàn)象。水位過低，則由于汽包的

12、水量較少，負(fù)荷又很大，水的汽化會(huì)很快。如果不及時(shí)調(diào)節(jié)液面，就會(huì)使汽包內(nèi)液體全部汽化，可能導(dǎo)致鍋爐燒壞以至發(fā)生嚴(yán)重的爆炸事故。所以，鍋爐液面是一個(gè)非常重要的參數(shù)，一般采用雙沖量或如圖所示的三沖量自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)。微機(jī)控制技術(shù)4.1.2 簡單報(bào)警程序的設(shè)計(jì)簡單報(bào)警程序的設(shè)計(jì)圖圖4 43 3鍋爐三沖量調(diào)節(jié)系統(tǒng)鍋爐三沖量調(diào)節(jié)系統(tǒng) P98P98微機(jī)控制技術(shù)4.1.2 簡單報(bào)警程序的設(shè)計(jì)簡單報(bào)警程序的設(shè)計(jì) 系統(tǒng)設(shè)計(jì)有系統(tǒng)設(shè)計(jì)有 3 3 個(gè)報(bào)警參數(shù)：個(gè)報(bào)警參數(shù)： 水位上、下限，水位上、下限， 爐膛溫度上、下限，爐膛溫度上、下限， 蒸汽壓力下限。蒸汽壓力下限。 如圖如圖4.44.4中所示：中所示： 要求當(dāng)各參數(shù)全

13、部正常時(shí)，綠燈亮。要求當(dāng)各參數(shù)全部正常時(shí)，綠燈亮。 若某一個(gè)參數(shù)不正常，將發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)。若某一個(gè)參數(shù)不正常，將發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)。 微機(jī)控制技術(shù)4.1.2 簡單報(bào)警程序的設(shè)計(jì)簡單報(bào)警程序的設(shè)計(jì)圖圖4 44 4 鍋爐報(bào)警系統(tǒng)圖鍋爐報(bào)警系統(tǒng)圖 P99P99微機(jī)控制技術(shù)內(nèi)存分配內(nèi)存分配X1maxX1maxX1minX1minX2maxX2maxX2minX2minX3minX3minSAMPSAMPALAMALAMLIMITLIMITDPTRDPTR8100H8100HX1X1X2X2X3X3外存外存內(nèi)內(nèi)存存20H20H4.1.2 簡單報(bào)警程序的設(shè)計(jì)簡單報(bào)警程序的設(shè)計(jì) 程序設(shè)計(jì)思想：程序設(shè)計(jì)思想：

14、 設(shè)置一個(gè)報(bào)警模型標(biāo)志單元設(shè)置一個(gè)報(bào)警模型標(biāo)志單元 ALARMALARM， 把各參數(shù)把各參數(shù)的采樣值分別與上、下限值進(jìn)行比較。的采樣值分別與上、下限值進(jìn)行比較。 若某一位需要報(bào)警，則將相應(yīng)位置若某一位需要報(bào)警，則將相應(yīng)位置1 1，否則，清，否則，清0 0。 所有參數(shù)判斷完畢后，報(bào)警模型單元所有參數(shù)判斷完畢后，報(bào)警模型單元 ALARM ALARM 的內(nèi)容是否為的內(nèi)容是否為00H00H。 若為若為 00H00H，說明所有參數(shù)均正常，使綠燈發(fā)光。，說明所有參數(shù)均正常，使綠燈發(fā)光。 不等于不等于00H00H，則說明有參數(shù)越限，輸出報(bào)警模型。則說明有參數(shù)越限，輸出報(bào)警模型。 程序流程圖。程序流程圖。 設(shè)

15、設(shè) 3 3個(gè)參數(shù)的采樣值：個(gè)參數(shù)的采樣值： X1X1（水位）、（水位）、X 2X 2（爐膛溫度）、（爐膛溫度）、 X3X3（蒸汽壓力）（蒸汽壓力） 依次存放在以依次存放在以 SAMP SAMP 為首地址的內(nèi)存單元中，為首地址的內(nèi)存單元中， 相應(yīng)的允許極限值依次放在以相應(yīng)的允許極限值依次放在以 LIMITLIMIT為首地址的內(nèi)存區(qū)域內(nèi)，為首地址的內(nèi)存區(qū)域內(nèi)， 報(bào)警標(biāo)志位單元為報(bào)警標(biāo)志位單元為 ALARMALARM。 微機(jī)控制技術(shù)4.1.2 簡單報(bào)警程序的設(shè)計(jì)簡單報(bào)警程序的設(shè)計(jì)微機(jī)控制技術(shù) 圖圖4 45 5 軟件報(bào)警程序模塊流程圖軟件報(bào)警程序模塊流程圖 P101P101 ORG 8000H ORG

16、 8000HALARMALARM： MOV DPTRMOV DPTR，#SAMP#SAMP ；采樣值存放地址；采樣值存放地址DPTRDPTR MOVX A MOVX A， DPTRDPTR ；?。蝗1 1 MOV ALARM MOV ALARM，#00H#00H ；報(bào)警模型單元清；報(bào)警模型單元清0 0ALARM0: CJNE AALARM0: CJNE A，LIMITLIMIT，AAAA ；X X1MAX11MAX1嗎嗎ALARM1: CJNE AALARM1: CJNE A，LIMIT+1LIMIT+1，BB BB ；X X1MIN11MAX22MAX2嗎嗎ALARM3: CJNEALAR

17、M3: CJNE A A，LIMIT+3LIMIT+3，DD DD ；X X2MIN22MIN2嗎嗎ALARM4: INCALARM4: INC DPTR DPTR ；?。蝗 X3 3 MOVX MOVX A A， DPTR DPTR CJNE A CJNE A，LIMIT+4LIMIT+4，EE EE ；X X3MIN33MAX1 1MAX1 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) AOUT1AOUT1 AJMP AJMPALARM1ALARM1 BB BB： JCJCAOUT2AOUT2；X X1MIN11MAX22MAX2轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)AOUT3AOUT3 AJMP AJMPALARM3ALARM3 DD DD： JCJCAOU

18、T4AOUT4；X X2MIN22MIN2轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)AOUT4AOUT4 AJMP AJMPALARM4ALARM4微機(jī)控制技術(shù)4.1.2 簡單報(bào)警程序的設(shè)計(jì)簡單報(bào)警程序的設(shè)計(jì)EEEE：JCJCAOUT5AOUT5；X3MIN33MIN3轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)AOUT5AOUT5AJMPAJMP DONEDONEAOUT1AOUT1：SETBSETB00H00H；置；置X1超上限報(bào)警標(biāo)志超上限報(bào)警標(biāo)志AJMPAJMP ALARM2ALARM2AOUT2AOUT2：SETBSETB01H01H；置；置X1超下限報(bào)警標(biāo)志超下限報(bào)警標(biāo)志AJMPAJMP ALARM2ALARM2AOUT3AOUT3：SETBSETB02H0

19、2H；置；置X2超上限報(bào)警標(biāo)志超上限報(bào)警標(biāo)志AJMPAJMP ALARM4ALARM4AOUT4AOUT4：SETBSETB03H03H；置；置X2超下限報(bào)警標(biāo)志超下限報(bào)警標(biāo)志AJMPAJMP ALARM4ALARM4AOUT5AOUT5：SETBSETB04H04H；置；置X1超下限報(bào)警標(biāo)志超下限報(bào)警標(biāo)志AJMPAJMP DONEDONE微機(jī)控制技術(shù)4.1.2 簡單報(bào)警程序的設(shè)計(jì)簡單報(bào)警程序的設(shè)計(jì)2硬件報(bào)警程序設(shè)計(jì) 某些根據(jù)開關(guān)量狀態(tài)進(jìn)行報(bào)警的系統(tǒng)，為了使系統(tǒng)簡化，可以不用上面介紹的軟件報(bào)警方法，而是采用硬件申請(qǐng)中斷的方法，直接將報(bào)警模型送到報(bào)警口中。這種報(bào)警方法的前提條件是被測參數(shù)與給定值

20、的比較是在傳感器中進(jìn)行的。例如，電結(jié)點(diǎn)式壓力計(jì)，電結(jié)點(diǎn)式溫度計(jì)等，都屬于這種傳感器。不管原理如何，它們的共同點(diǎn)是，當(dāng)檢測值超過（或低于）上、下限值時(shí)，結(jié)點(diǎn)開關(guān)閉合，從而產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)。微機(jī)控制技術(shù)4.1.2 簡單報(bào)警程序的設(shè)計(jì)簡單報(bào)警程序的設(shè)計(jì)圖圖4 46 6 硬件直接報(bào)警系統(tǒng)原理圖硬件直接報(bào)警系統(tǒng)原理圖微機(jī)控制技術(shù)報(bào)報(bào)警警結(jié)結(jié)點(diǎn)點(diǎn)4.1.2 簡單報(bào)警程序的設(shè)計(jì)簡單報(bào)警程序的設(shè)計(jì) SL1 SL1 和和 SL2 SL2 分別為液位上、下限報(bào)警結(jié)點(diǎn)，分別為液位上、下限報(bào)警結(jié)點(diǎn)， SP SP 表示蒸汽壓力下限報(bào)警結(jié)點(diǎn)，表示蒸汽壓力下限報(bào)警結(jié)點(diǎn)， ST ST 是爐膛溫度上限超越結(jié)點(diǎn)。是爐膛溫度上限超越結(jié)

21、點(diǎn)。 只要三個(gè)參數(shù)中的一個(gè)（或幾個(gè)）超限（即結(jié)點(diǎn)閉合），只要三個(gè)參數(shù)中的一個(gè)（或幾個(gè)）超限（即結(jié)點(diǎn)閉合）， 管腳都會(huì)由高變低，向管腳都會(huì)由高變低，向 CPU CPU 發(fā)出中斷申請(qǐng)。發(fā)出中斷申請(qǐng)。 CPUCPU響應(yīng)后，讀入報(bào)警狀態(tài)響應(yīng)后，讀入報(bào)警狀態(tài) P1.3P1.3P1.0P1.0，然后從，然后從P1P1口的高口的高4 4 位輸出，完成超限報(bào)警的工作。位輸出，完成超限報(bào)警的工作。 采用中斷工作方式，既節(jié)省了采用中斷工作方式，既節(jié)省了CPUCPU計(jì)算的寶貴時(shí)間，又能不計(jì)算的寶貴時(shí)間，又能不 失時(shí)機(jī)地實(shí)現(xiàn)參數(shù)超限報(bào)警。失時(shí)機(jī)地實(shí)現(xiàn)參數(shù)超限報(bào)警。微機(jī)控制技術(shù)ORG 0000HORG 0000HAJM

22、P MAINAJMP MAIN；上電自動(dòng)轉(zhuǎn)向主程序；上電自動(dòng)轉(zhuǎn)向主程序ORG 0003HORG 0003H；外部中斷方式；外部中斷方式0 0入口地址入口地址AJMP ALARMAJMP ALARMORG 0200HORG 0200H MAIN MAIN：SETB IT0SETB IT0；選擇邊沿觸發(fā)方式；選擇邊沿觸發(fā)方式SETB EX0SETB EX0；允許外部中斷；允許外部中斷0 0SETB EASETB EA；CPUCPU允許中斷允許中斷 HEREHERE：SJMP HERESJMP HERE；模擬主程序；模擬主程序ORG 0210HORG 0210H ALARM ALARM：MOV AM

23、OV A，#0FFH#0FFH；設(shè)；設(shè)P1P1口為輸入口口為輸入口MOV P1MOV P1，A AMOV AMOV A，P1P1；取報(bào)警狀態(tài)；取報(bào)警狀態(tài)SWAP ASWAP A；MOV P1MOV P1，A A；輸出報(bào)警信號(hào)；輸出報(bào)警信號(hào)RETIRETI根據(jù)圖根據(jù)圖4.64.6可寫出報(bào)警程序如下：可寫出報(bào)警程序如下：微機(jī)控制技術(shù) 越限報(bào)警示意圖越限報(bào)警示意圖 4.1.3 越限報(bào)警程序的設(shè)計(jì)越限報(bào)警程序的設(shè)計(jì) 為了避免測量值在極限值附近擺動(dòng)造成頻繁報(bào)警，為了避免測量值在極限值附近擺動(dòng)造成頻繁報(bào)警， 可以在上、下限附近設(shè)定一個(gè)回差帶?？梢栽谏?、下限附近設(shè)定一個(gè)回差帶。微機(jī)控制技術(shù)4.1.3 越限報(bào)

24、警程序的設(shè)計(jì)越限報(bào)警程序的設(shè)計(jì)H是上限帶，L為下限帶。規(guī)定只有當(dāng)被測量值越過A點(diǎn)時(shí)，才認(rèn)為越過上限；測量值穿越H帶區(qū)，下降到B點(diǎn)以下才承認(rèn)復(fù)限。同樣道理，測量值在L帶區(qū)內(nèi)擺動(dòng)均不做超越下限處理；只有它回歸于D點(diǎn)之上時(shí)，才做超越下限后復(fù)位處理。這樣就避免了頻繁的報(bào)警和復(fù)限，以免造成操作人員人為的緊張。 實(shí)際上，大多數(shù)情況下，如前面鍋爐水位調(diào)節(jié)系統(tǒng)中所述，上、下限并非只是惟一的值，而是允許一個(gè)“帶”。在帶區(qū)內(nèi)的值都認(rèn)為是正常的。帶寬構(gòu)成報(bào)警的靈敏區(qū)。上、下限帶寬的選擇應(yīng)根據(jù)具體的被測參數(shù)而定。微機(jī)控制技術(shù)4.1.3 越限報(bào)警程序的設(shè)計(jì)越限報(bào)警程序的設(shè)計(jì)下面重新對(duì)鍋爐液位報(bào)警程序進(jìn)行設(shè)計(jì)。 設(shè)鍋爐水

25、位采樣并經(jīng)濾波處理后的值存放在以SAMP為起始地址的內(nèi)存單元中（設(shè)采樣值為12位數(shù)，占用兩個(gè)內(nèi)存單元）。上、下限報(bào)警及上、下限復(fù)位門限值分別存放在以ALADEG為首地址的內(nèi)存單元中。報(bào)警標(biāo)志單元為FLAG，其中D2位為越上限標(biāo)志位，D3位為越下限標(biāo)志位。其內(nèi)存分配如圖。微機(jī)控制技術(shù)圖圖4.8 4.8 有關(guān)內(nèi)存的分配有關(guān)內(nèi)存的分配 P103P103 微機(jī)控制技術(shù)R0 R0 R1 R1 4.1.3 越限報(bào)警程序的設(shè)計(jì)越限報(bào)警程序的設(shè)計(jì)越限報(bào)警程序的基本思路是將采樣、數(shù)字濾波后的數(shù)據(jù)與該被測點(diǎn)上、下限給定值進(jìn)行比較，檢查是否越限；或與上限復(fù)位值、下限復(fù)位值進(jìn)行比較，檢查是否復(fù)位上、下限。如越限，則分

26、別置位越上、下限標(biāo)志，并輸出相應(yīng)的聲、光報(bào)警模型。如已復(fù)位上、下限，則清除相應(yīng)標(biāo)志。當(dāng)上述報(bào)警處理完之后，返回主程序。如圖4.9所示的是其程序的流程圖。 微機(jī)控制技術(shù)微機(jī)控制技術(shù)圖圖4.9 4.9 越限報(bào)警子程序的流程越限報(bào)警子程序的流程 P104P104BRAN1BRAN1DONEDONEBRAN4BRAN4BRAN2BRAN2BRAN3BRAN342H42H43H43H2AH2AH ORG 8000H ORG 8000H ACACHE: MOV ACACHE: MOV R0，#SAMP#SAMP ；采樣值首地址；采樣值首地址 R0R0MOV AMOV A， R0R0；取采樣值低；取采樣值低

27、8 8位位MOV MOV R1，#20H#20H ；取上限報(bào)警值低；取上限報(bào)警值低8 8位位ACALL ACALL DUBSUBDUBSUB；檢查是否越上限；檢查是否越上限JNC JNC BRAN1BRAN1 ；越上限，轉(zhuǎn)；越上限，轉(zhuǎn)BRAN1BRAN1MOV AMOV A，R0R0；取采樣值低；取采樣值低8 8位位ACALL DUBSUBACALL DUBSUB；檢查是否復(fù)位上限；檢查是否復(fù)位上限JNC JNC DONEDONE ；不復(fù)位上限，返回主程序；不復(fù)位上限，返回主程序JB JB 42H42H，BRAN2BRAN2 ；上限若置位，則轉(zhuǎn)；上限若置位，則轉(zhuǎn)BRAN2BRAN2MOV AM

28、OV A，RORO；取采樣值低；取采樣值低8 8位位ACALL DUBSUBACALL DUBSUB；檢查下限報(bào)警值；檢查下限報(bào)警值JC JC BRAN3BRAN3；越下限，轉(zhuǎn)；越下限，轉(zhuǎn)BRAN3BRAN3根據(jù)圖根據(jù)圖4.9 4.9 可寫出越限報(bào)警子程序如下：可寫出越限報(bào)警子程序如下： 微機(jī)控制技術(shù) MOV A MOV A，R0R0；取采樣值低；取采樣值低8 8位位 ACALL DUBSUBACALL DUBSUB ；檢查復(fù)位下限值；檢查復(fù)位下限值 JC DONEJC DONE；不復(fù)位下限，返回主程序；不復(fù)位下限，返回主程序 JNB 43HJNB 43H，DONEDONE CLR 43H C

29、LR 43HBRAN4BRAN4: INC : INC 2AH 2AH；記錄調(diào)整次數(shù)；記錄調(diào)整次數(shù)DONEDONE: : RET RETSAMP:SAMP: EQU EQU 30H 30HBRAN1BRAN1: JB 42H: JB 42H，DONEDONE；判上限報(bào)警是否置位；判上限報(bào)警是否置位 SETB SETB 42H42H；置上限報(bào)警標(biāo)志；置上限報(bào)警標(biāo)志 MOV MOV A A，#81H#81H；輸出越上限報(bào)警信號(hào)；輸出越上限報(bào)警信號(hào) MOV MOV P1P1，A A AJMP AJMP BRAN4BRAN4BRAN2BRAN2: CLR : CLR 42H42H；清上限報(bào)警標(biāo)志；清上

30、限報(bào)警標(biāo)志 AJMP BRAN4AJMP BRAN4BRAN3BRAN3: JB : JB 43H43H，DONE DONE ；判下限報(bào)警是否置位；判下限報(bào)警是否置位 若置位，則轉(zhuǎn)若置位，則轉(zhuǎn)DONEDONE SETB 43H SETB 43H；置下限報(bào)警標(biāo)志；置下限報(bào)警標(biāo)志 MOV A, #82HMOV A, #82H；輸出越下限報(bào)警信號(hào)；輸出越下限報(bào)警信號(hào) AJMP BRAN4AJMP BRAN4DUBSUBDUBSUB: CLR C: CLR C；雙字節(jié)減法子程序；雙字節(jié)減法子程序 SUBB ASUBB A，R1R1 INC INCR0R0 INC INCR1R1 MOV MOV A A

31、， R0 R0 SUBB SUBBA A，R1R1 INC INCR1R1 DEC DECR0R0 RET RET微機(jī)控制技術(shù)ALAMALAM4.1.3 越限報(bào)警程序的設(shè)計(jì)越限報(bào)警程序的設(shè)計(jì)本程序輸出的報(bào)警模型及接口電路，可參看圖4.4自行設(shè)計(jì)。報(bào)警標(biāo)志單元FLAG（28H）和越限、復(fù)位上、下限處理次數(shù)單元（2AH）在初始化程序中應(yīng)首先清零。除了上面講的這種帶上、下限報(bào)警帶的報(bào)警處理程序外，還有各種各樣的報(bào)警處理程序，讀者可根據(jù)需要自行設(shè)計(jì)。微機(jī)控制技術(shù)4.1.4 遠(yuǎn)程自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)遠(yuǎn)程自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 適用范圍：距離太遠(yuǎn)，或是無人職守場合。 方法：（1）直接撥號(hào)（手機(jī)或固定電話） （2

32、）網(wǎng)絡(luò)（MODEM)4.1.4 遠(yuǎn)程自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)遠(yuǎn)程自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)1SS173K222AL芯片簡介 SS173K222AL是TDK公司產(chǎn)品，高集成度的單片MODEM芯片。該芯片的主要特點(diǎn)是：（1） 可與8051系列單片機(jī)對(duì)接，接口電路簡單。（2） 串行口數(shù)據(jù)傳輸。（3） 采用同步方式或異步方式工作。（4） 與CCITT V.22、V.21、BELL 212A、103標(biāo)準(zhǔn)兼容。（5） 具有呼叫進(jìn)程、載波、應(yīng)答音、長回環(huán)檢測等功能。（6） 通過編程產(chǎn)生DTMF信號(hào)及550/1800Hz防衛(wèi)音信號(hào)。（7） 具有自動(dòng)增益控制，動(dòng)態(tài)范圍達(dá)45dB。（8） 采用CMOS技術(shù)，低功耗、單電源供電。

33、4.1.4 遠(yuǎn)程自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)遠(yuǎn)程自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 引腳如圖4.10 4.1.4 遠(yuǎn)程自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)遠(yuǎn)程自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì) VDDVDD，GNDGND：D D電源和地。電源和地。 AD0AD0AD7AD7：地址：地址/ /數(shù)據(jù)線。數(shù)據(jù)線。 ALEALE：地址鎖存控制信號(hào)，與單片機(jī)：地址鎖存控制信號(hào)，與單片機(jī)ALEALE相連接，用于鎖存地相連接，用于鎖存地 址信號(hào)。址信號(hào)。 WRWR和和RDRD：讀：讀/ /寫控制信號(hào)，低電平有效。寫控制信號(hào)，低電平有效。 CLKCLK：時(shí)鐘信號(hào)。：時(shí)鐘信號(hào)。 XTL1XTL1、XTL2XTL2：外接晶體震蕩器。：外接晶體震蕩器。 TXDTXD、RXD

34、RXD：用來發(fā)射和接收數(shù)據(jù)。：用來發(fā)射和接收數(shù)據(jù)。 TXATXA、RXARXA：發(fā)射和接收響應(yīng)管腳，與外部收發(fā)裝置相連。：發(fā)射和接收響應(yīng)管腳，與外部收發(fā)裝置相連。 CSCS：片選信號(hào)，低電平有效。：片選信號(hào)，低電平有效。 VREF VREF：參考電平。：參考電平。 RESERESET T：復(fù)位信號(hào)。：復(fù)位信號(hào)。 4.1.4 遠(yuǎn)程自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)遠(yuǎn)程自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)2直接撥通手機(jī)號(hào)碼報(bào)警 4.1.4 遠(yuǎn)程自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)遠(yuǎn)程自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)設(shè)本例中所撥打的手機(jī)號(hào)碼為WANWAN：JNB P1.3JNB P1.3，DT DT ；監(jiān)視；監(jiān)視P1.3P1.3口口 SJ

35、MP WANSJMP WANDTDT： ACALL DLY2 ACALL DLY2 ；延時(shí)；延時(shí)5050毫秒毫秒 JNB P1.3JNB P1.3，ARM ARM ；確認(rèn)有報(bào)警信號(hào)，轉(zhuǎn)處理程序。；確認(rèn)有報(bào)警信號(hào)，轉(zhuǎn)處理程序。 SJMP WANSJMP WANARMARM：CLR P1.7 CLR P1.7 ；吸合繼電器；吸合繼電器J1 J1 ACALL DLY2 ACALL DLY2 ；延時(shí)；延時(shí)5050毫秒毫秒 MOV R6MOV R6，#0BH#0BH；撥打；撥打11 11位手機(jī)號(hào)碼，予置初值。位手機(jī)號(hào)碼，予置初值。 MOV DPTRMOV DPTR，#7FF8H#7FF8H；地址指針指向

36、；地址指針指向R0R0 MOV A MOV A，#31H#31H；R0R0；按始發(fā)方式、；按始發(fā)方式、FSKFSK模式設(shè)置模式設(shè)置, ,但禁止發(fā)送。但禁止發(fā)送。 MOVX DPTRMOVX DPTR，A ALOOPLOOP：MOV DPTRMOV DPTR，#7FFBH #7FFBH ；地址指針指向；地址指針指向TRTR MOV A MOV A，#0FH#0FH ADD A ADD A，R6R6；取出電話號(hào)碼；取出電話號(hào)碼 4.1.4 遠(yuǎn)程自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)遠(yuǎn)程自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)MOVC A，A+PC MOVX DPTR，A；設(shè)置TR MOV DPTR，#7FF8H；地址指針指向R0 MOV

37、A，#33H；允許發(fā)送 MOVX DPTR，A ACALL DLY3；延時(shí)250毫秒 MOV A，#31H；停止發(fā)送 MOVX DPTR，A ACALL DLY3；延時(shí)250毫秒 DJNZ R6，LOOP；撥號(hào)未完，再撥出一個(gè)號(hào)碼 4.1.4 遠(yuǎn)程自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)遠(yuǎn)程自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)DB 95H，96H，91H，92H，9AH，95H，91H，93H，92H，93H，91H ；TR設(shè)置及手機(jī)號(hào)碼DTA：MOV DPTR，#7FFAH；地址指針指向DR MOVX A，DPTR；監(jiān)視DR JNB ACC.2，DTA；檢測應(yīng)答音 MOV DPTR，#7FF9H；地址指針指向R1 MOV A，#0

38、4H MOVX DPTR，A；復(fù)位MODEM SETB P1.7；釋放J1 RET3在接收端采用在接收端采用MODEM和單片機(jī)顯示裝置的報(bào)警和單片機(jī)顯示裝置的報(bào)警4.2 開關(guān)量輸出接口技術(shù)開關(guān)量輸出接口技術(shù) 在過程控制系統(tǒng)中，被測參數(shù)經(jīng)采樣處理計(jì)算之后，常在過程控制系統(tǒng)中，被測參數(shù)經(jīng)采樣處理計(jì)算之后，常需要進(jìn)行控制。需要進(jìn)行控制。 輸出設(shè)備往往需大電壓（或電流）來控制，而微型機(jī)輸出設(shè)備往往需大電壓（或電流）來控制，而微型機(jī) 系統(tǒng)輸出的開關(guān)量大都為系統(tǒng)輸出的開關(guān)量大都為TTL/CMOS TTL/CMOS 電平，一般不能電平，一般不能 直接驅(qū)動(dòng)外部設(shè)備開啟或關(guān)閉。直接驅(qū)動(dòng)外部設(shè)備開啟或關(guān)閉。 許多

39、外部設(shè)備許多外部設(shè)備( (如大功率直流電機(jī)，接觸器等如大功率直流電機(jī)，接觸器等) )在開關(guān)過在開關(guān)過 程中會(huì)產(chǎn)生很強(qiáng)的電磁干擾信號(hào)，如不加隔離可能會(huì)使程中會(huì)產(chǎn)生很強(qiáng)的電磁干擾信號(hào)，如不加隔離可能會(huì)使 微機(jī)控制系統(tǒng)中造成誤動(dòng)作或損壞。微機(jī)控制系統(tǒng)中造成誤動(dòng)作或損壞。 開關(guān)量輸出控制中必須認(rèn)真考慮并設(shè)法解決的兩個(gè)問題開關(guān)量輸出控制中必須認(rèn)真考慮并設(shè)法解決的兩個(gè)問題放大，隔離。放大，隔離。微機(jī)控制技術(shù)4.2 開關(guān)量輸出接口技術(shù)開關(guān)量輸出接口技術(shù)4.2.1 4.2.1 光電隔離技術(shù)光電隔離技術(shù)4.2.2 4.2.2 繼電器輸出接口技術(shù)繼電器輸出接口技術(shù)4.2.3 固態(tài)繼電器輸出接口技術(shù)4.2.4 大功

40、率場效應(yīng)管開關(guān)接口技術(shù)4.2.5 4.2.5 可控硅接口技術(shù)可控硅接口技術(shù)4.2.6 電磁閥接口技術(shù)421 光電隔離技術(shù)光電隔離技術(shù) 光電隔離器的種類繁多光電隔離器的種類繁多: : 發(fā)光二極管發(fā)光二極管/ /光敏三極管光敏三極管 發(fā)光二極管發(fā)光二極管/ /光敏復(fù)合晶體管光敏復(fù)合晶體管 發(fā)光二極管發(fā)光二極管/ /光敏電阻光敏電阻 發(fā)光二極管發(fā)光二極管/ /光觸發(fā)可控硅等。光觸發(fā)可控硅等。微機(jī)控制技術(shù)421 光電隔離技術(shù)光電隔離技術(shù)圖圖414 414 光電隔離器原理圖光電隔離器原理圖 P106P106微機(jī)控制技術(shù)421 光電隔離技術(shù)光電隔離技術(shù) 當(dāng)發(fā)光二極管有正向電流通過時(shí)，即產(chǎn)生紅外 光。 光敏

41、三極管接收光以后便導(dǎo)通。 而當(dāng)該電流撤去時(shí)，發(fā)光二極管熄滅，三極管截止。利用這種特性即可達(dá)到開關(guān)控制的目的利用這種特性即可達(dá)到開關(guān)控制的目的。 該器件通過電光電的轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出設(shè)備進(jìn)行控制的，彼此之間沒有電氣連接，因而起到隔離作用，隔離電壓與光電隔離器的結(jié)構(gòu)形式有關(guān)。 塑料封裝形式一般為2500V左右，陶瓷封裝形式一般為500010000V。 在一般微機(jī)控制系統(tǒng)中，由于大都采用TTL電平，不能直接驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管，所以通常加一個(gè)驅(qū)動(dòng)器，如7406和7407等。 輸入、輸出端兩個(gè)電源必須單獨(dú)供電，如圖411所示、圖412所示。微機(jī)控制技術(shù)421 光電隔離技術(shù)光電隔離技術(shù)正確的隔離正確的隔離微機(jī)控制

42、技術(shù)不正確的隔離不正確的隔離4.2.2 繼電器輸出接口技術(shù) 繼電器是電氣控制中常用的控制器件。一般由繼電器是電氣控制中常用的控制器件。一般由通電線圈和觸點(diǎn)（常開或常閉）構(gòu)成。通電線圈和觸點(diǎn)（常開或常閉）構(gòu)成。 線圈通電時(shí)，開關(guān)觸點(diǎn)閉合（或打開）。線圈通電時(shí)，開關(guān)觸點(diǎn)閉合（或打開）。 線圈不通電時(shí)，則開關(guān)觸點(diǎn)斷開（或閉合）。線圈不通電時(shí)，則開關(guān)觸點(diǎn)斷開（或閉合）。 一般線圈一般線圈可以用直流低電壓控制可以用直流低電壓控制 （直流（直流 9V9V，12V12V，24V 24V 等）等）； 觸點(diǎn)輸出部分可以直接與市電（觸點(diǎn)輸出部分可以直接與市電（220V220V）連接；）連接； 雖然繼電器本身有一定

43、的隔離作用，但在與微雖然繼電器本身有一定的隔離作用，但在與微型計(jì)算機(jī)接口連接時(shí)通常還是采用光電隔離器型計(jì)算機(jī)接口連接時(shí)通常還是采用光電隔離器進(jìn)行隔離進(jìn)行隔離。 微機(jī)控制技術(shù)4.2.2 繼電器輸出接口技術(shù)圖圖4.17 4.17 繼電器接口電路繼電器接口電路 微機(jī)控制技術(shù)4.2.2 繼電器輸出接口技術(shù)如圖4.13中所示，當(dāng)開關(guān)量P1.0輸出為高電平時(shí)，經(jīng)反相驅(qū)動(dòng)器7406變?yōu)榈碗娖剑拱l(fā)光二極管發(fā)光，從而使光敏三極管導(dǎo)通，進(jìn)而使三極管9013導(dǎo)通，因而使繼電器J的線圈通電，繼電器觸點(diǎn)J1-1閉合，使220V電源接通。反之，當(dāng)P1.0輸出低電壓時(shí)，使J1-1斷開。圖中所示電阻R1為限流電阻，二極管D

44、的作用是保護(hù)晶體管T。當(dāng)繼電器J吸合時(shí)，二極管D截止，不影響電路工作。繼電器釋放時(shí)，由于繼電器線圈存在電感，這時(shí)晶體管T已經(jīng)截止，所以會(huì)在線圈的兩端產(chǎn)生較高的感應(yīng)電壓。 微機(jī)控制技術(shù)4.2.2 繼電器輸出接口技術(shù)此電壓的極性為上負(fù)下正，正端接在晶體管的集電極上。當(dāng)感應(yīng)電壓與VCC之和大于晶體管T的集電極反向電壓時(shí)，晶體管T有可能損壞。加入二極管D后，繼電器線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電流從二極管D流過，從而使晶體管T得到保護(hù)。微機(jī)控制技術(shù)4.2.2 繼電器輸出接口技術(shù)不同的繼電器，其線圈驅(qū)動(dòng)電流的大小，不同的繼電器，其線圈驅(qū)動(dòng)電流的大小， 以及帶動(dòng)負(fù)載的能力不同。以及帶動(dòng)負(fù)載的能力不同。 選用時(shí)應(yīng)考慮下列因

45、素：選用時(shí)應(yīng)考慮下列因素： 繼電器額定工作電壓（或電流）；繼電器額定工作電壓（或電流）； 接點(diǎn)負(fù)荷接點(diǎn)負(fù)荷 ； 接點(diǎn)的數(shù)量或種類（常閉或常開）；接點(diǎn)的數(shù)量或種類（常閉或常開）； 繼電器的體積、封裝形式、工作環(huán)境、接點(diǎn)吸合繼電器的體積、封裝形式、工作環(huán)境、接點(diǎn)吸合 或釋放時(shí)間等?；蜥尫艜r(shí)間等。微機(jī)控制技術(shù)423 固態(tài)繼電器輸出接口技術(shù)固態(tài)繼電器輸出接口技術(shù) 固態(tài)繼電器（固態(tài)繼電器（Solid State RelaySolid State Relay）簡稱）簡稱SSRSSR。 帶光電隔離器的無觸點(diǎn)開關(guān)帶光電隔離器的無觸點(diǎn)開關(guān) ( ( 用晶體管或可控硅代替常規(guī)繼電器的觸點(diǎn)開關(guān)，用晶體管或可控硅代替常

46、規(guī)繼電器的觸點(diǎn)開關(guān)， 在前級(jí)把光電隔離器熔為一體在前級(jí)把光電隔離器熔為一體) )。 固態(tài)繼電器有直流型和交流型固態(tài)繼電器之分。固態(tài)繼電器有直流型和交流型固態(tài)繼電器之分。 固態(tài)繼電器輸入控制電流小，輸出無觸點(diǎn)，固態(tài)繼電器輸入控制電流小，輸出無觸點(diǎn)， 在微機(jī)控制系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用，大有取代電磁在微機(jī)控制系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用，大有取代電磁 繼電器之勢。繼電器之勢。微機(jī)控制技術(shù)423 固態(tài)繼電器輸出接口技術(shù)固態(tài)繼電器輸出接口技術(shù)微機(jī)控制技術(shù)直流型直流型 SSR SSR 原理圖原理圖 1直流型直流型SSR 輸入端是一個(gè)光電隔輸入端是一個(gè)光電隔離器，可用離器，可用 OC 門或晶體門或晶體管直接驅(qū)動(dòng)。

47、管直接驅(qū)動(dòng)。 輸出端經(jīng)整型放大后帶動(dòng)大輸出端經(jīng)整型放大后帶動(dòng)大功率晶體管輸出，輸出工作電壓功率晶體管輸出，輸出工作電壓可達(dá)可達(dá) 30180V（5V開始工作）。開始工作）。 直流直流 SSR SSR 主要用于帶有直流負(fù)載的場合，如直流電主要用于帶有直流負(fù)載的場合，如直流電機(jī)控制，直流步進(jìn)電機(jī)控制，和電磁閥等。機(jī)控制，直流步進(jìn)電機(jī)控制，和電磁閥等。 A、B、C 為步進(jìn)電機(jī)的三相，只要按著一定的通電順序，即為步進(jìn)電機(jī)的三相，只要按著一定的通電順序，即可實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)控制可實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)控制原理圖步進(jìn)電機(jī)控制原理圖 微機(jī)控制技術(shù)423 固態(tài)繼電器輸出接口技術(shù)固態(tài)繼電器輸出接口技術(shù) 2. 2.

48、交流型交流型 SSRSSR (1) (1) 采用雙相可控硅作為開關(guān)器件采用雙相可控硅作為開關(guān)器件. . 用于交流大功率驅(qū)動(dòng)場合，用于交流大功率驅(qū)動(dòng)場合， 如交流電機(jī)控制，交流電磁閥控制等。如交流電機(jī)控制，交流電磁閥控制等。 (2)(2)交流型交流型 SSR SSR 又可分為過零型和移相型兩類。又可分為過零型和移相型兩類。 非過零型非過零型SSRSSR，在輸入信號(hào)時(shí)，不管負(fù)載電流相位，在輸入信號(hào)時(shí)，不管負(fù)載電流相位 如何，負(fù)載端立即尋通；如何，負(fù)載端立即尋通； 過零型必須在負(fù)載電源電壓接近零且輸入控制信號(hào)過零型必須在負(fù)載電源電壓接近零且輸入控制信號(hào) 有效時(shí)，輸入端負(fù)載電源才導(dǎo)通。有效時(shí)，輸入端負(fù)

49、載電源才導(dǎo)通。 當(dāng)輸入的控制信號(hào)撤消后，不論哪一種類型，它們當(dāng)輸入的控制信號(hào)撤消后，不論哪一種類型，它們 都是流過雙向可控硅負(fù)載電流為零時(shí)才關(guān)斷都是流過雙向可控硅負(fù)載電流為零時(shí)才關(guān)斷。微機(jī)控制技術(shù)423 固態(tài)繼電器輸出接口技術(shù)固態(tài)繼電器輸出接口技術(shù) 圖圖4 420 20 交流過零型交流過零型SSRSSR原理圖原理圖 微機(jī)控制技術(shù)423 固態(tài)繼電器輸出接口技術(shù)固態(tài)繼電器輸出接口技術(shù) 交流型SSR控制單向交流控制電機(jī)的實(shí)例。圖中，改變交流電機(jī)通電繞組，即可控制電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向。微機(jī)控制技術(shù)用交流用交流 SSR SSR 控制交流電機(jī)原理圖控制交流電機(jī)原理圖用交流用交流 SSR SSR 控制交流電機(jī)原理

50、圖控制交流電機(jī)原理圖用交流用交流 SSR SSR 控制交流電機(jī)原理圖控制交流電機(jī)原理圖423 固態(tài)繼電器輸出接口技術(shù)固態(tài)繼電器輸出接口技術(shù) 在圖中，當(dāng)控制端P1.0輸出為低電平時(shí)，經(jīng)反相后，使上邊的SSR導(dǎo)通，下的SSR截止使交流電通過A相繞組正轉(zhuǎn)；反之，如果P1.0輸出高電平，則上邊SSR的截止，下邊的SSR導(dǎo)通，使交流電流經(jīng)B相，電機(jī)反轉(zhuǎn)。圖中Rp、Cp組成浪涌電壓吸收回路，通常Rp為100左右，CP為01F。RM為壓敏電阻，用做過電壓保護(hù)。其電壓取值范圍通常為電源電壓有效值的1619倍，市售有專門適用于交流220V或380V的壓敏電阻。 交流型固態(tài)繼電器選用時(shí)主要注意它的額定電壓和額定工

51、作電流 微機(jī)控制技術(shù)424 大功率場效應(yīng)管開關(guān)接口技術(shù)大功率場效應(yīng)管開關(guān)接口技術(shù)大功率場效應(yīng)管開關(guān)的特點(diǎn)：大功率場效應(yīng)管開關(guān)的特點(diǎn)： 輸入阻抗高輸入阻抗高 關(guān)斷漏電流小關(guān)斷漏電流小 響應(yīng)速度快響應(yīng)速度快 與同功率繼電器相比，體積較小，價(jià)格便宜。與同功率繼電器相比，體積較小，價(jià)格便宜。 在開關(guān)量輸出控制中也常作為開關(guān)元件使用。在開關(guān)量輸出控制中也常作為開關(guān)元件使用。 場效應(yīng)管的種類非常多，場效應(yīng)管的種類非常多， 如如IRFIRF系列，電流可從幾個(gè)系列，電流可從幾個(gè)mAmA幾十幾十A A， 耐壓可從幾十耐壓可從幾十V V幾百幾百V V， 因此可以適合任何場合因此可以適合任何場合 。微機(jī)控制技術(shù)42

52、4 大功率場效應(yīng)管開關(guān)接口技術(shù)大功率場效應(yīng)管開關(guān)接口技術(shù) 值得說明的是，由于大功率場效應(yīng)管本身沒有隔離作用，故使用時(shí)為了防止高壓對(duì)微型機(jī)系統(tǒng)的干擾和破壞，通常在它的前邊加一級(jí)光電隔離器，如4N25、TIL113等 微機(jī)控制技術(shù)424 大功率場效應(yīng)管開關(guān)接口技術(shù)大功率場效應(yīng)管開關(guān)接口技術(shù) 圖圖4 423 23 大功率場效應(yīng)管的表示符號(hào)大功率場效應(yīng)管的表示符號(hào) 微機(jī)控制技術(shù)控制柵極控制柵極 G G漏極漏極 D D源極源極 S S1 1NPN NPN 型型424 大功率場效應(yīng)管開關(guān)接口技術(shù)大功率場效應(yīng)管開關(guān)接口技術(shù) 利用大功率場效應(yīng)管可以實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)控制。其原理電路如圖，當(dāng)某一控制輸出端輸出為高電平

53、時(shí)，經(jīng)反相器7406變?yōu)榈碗娖?，使光電隔離器，通電并導(dǎo)通，從而使電阻R1（R2或R3）輸出為高電平，控制場效應(yīng)管IRF 640導(dǎo)通，使A相（B相或C相）通電；反之 ，當(dāng)P10為低電平時(shí)，則IRF640截止，A相無電流通過。改變步進(jìn)電機(jī)A、B、C三相的通電順序，便可實(shí)現(xiàn)對(duì)步進(jìn)電機(jī)的控制，詳見本章第四節(jié)，圖中的RP、CP、D均為保護(hù)元件。其作用與前邊講過的相同。微機(jī)控制技術(shù) 圖圖4 424 24 采用大功率場效應(yīng)管的步進(jìn)電機(jī)控制電路原理圖采用大功率場效應(yīng)管的步進(jìn)電機(jī)控制電路原理圖 P111P111微機(jī)控制技術(shù)大功率大功率場場效效應(yīng)應(yīng)管管只作只作開關(guān)開關(guān)4.2.5 可控硅接口技術(shù)可控硅（可控硅（Si

54、licon Controlled RectifierSilicon Controlled Rectifier）, , 簡稱簡稱 SCRSCR，大功率電器元件，也稱晶閘管。，大功率電器元件，也稱晶閘管。 它具有體積小，效率高，壽命長等優(yōu)點(diǎn)。它具有體積小，效率高，壽命長等優(yōu)點(diǎn)。 在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，作為大功率驅(qū)動(dòng)器件，實(shí)現(xiàn)用小在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，作為大功率驅(qū)動(dòng)器件，實(shí)現(xiàn)用小 功率控件控制大功率設(shè)備。功率控件控制大功率設(shè)備。 它在交直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)、調(diào)功系統(tǒng)以及隨動(dòng)系統(tǒng)中它在交直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)、調(diào)功系統(tǒng)以及隨動(dòng)系統(tǒng)中 得到了廣泛的應(yīng)用。得到了廣泛的應(yīng)用。微機(jī)控制技術(shù)4.2.5 可控硅接口技術(shù)可控硅分單向

55、可控硅和雙向可控硅兩種。可控硅分單向可控硅和雙向可控硅兩種。1. . 單向可控硅單向可控硅 單向可控硅的表示符號(hào) 3 個(gè)引腳: A為陽極，K為陰極，G為控制極。 4 層半導(dǎo)體材料組成: 等效于 P1N1P2 和 N1P2N2 兩個(gè)三極管， 如圖 4.25（b）所示。微機(jī)控制技術(shù)4.2.5 可控硅接口技術(shù)圖圖4.25 4.25 可控硅結(jié)構(gòu)可控硅結(jié)構(gòu) P112P112微機(jī)控制技術(shù)陰極陰極陽極陽極控制極控制極4.2.5 可控硅接口技術(shù)工作原理：工作原理： 當(dāng)陽極電位高于陰極電位且控制極電流增大到一定值當(dāng)陽極電位高于陰極電位且控制極電流增大到一定值（觸發(fā)電流）時(shí)，可控硅由截止轉(zhuǎn)為導(dǎo)通。（觸發(fā)電流）時(shí)，

56、可控硅由截止轉(zhuǎn)為導(dǎo)通。 導(dǎo)通后，導(dǎo)通后， Ig Ig 即使為零，可控硅仍保持導(dǎo)通狀態(tài)，即使為零，可控硅仍保持導(dǎo)通狀態(tài)， 直到陽極電位小于或等于陰極電位時(shí)，可控硅才由導(dǎo)直到陽極電位小于或等于陰極電位時(shí)，可控硅才由導(dǎo)通變?yōu)榻刂?。通變?yōu)榻刂埂?其特性曲線如圖其特性曲線如圖4.264.26所示。所示。 單向可控硅多用于直流大電流場合。單向可控硅多用于直流大電流場合。 在交流系統(tǒng)中常用于大功率整流回路。在交流系統(tǒng)中常用于大功率整流回路。 微機(jī)控制技術(shù)4.2.5 可控硅接口技術(shù)圖圖4.26 4.26 可控硅輸出特性可控硅輸出特性 p112p112微機(jī)控制技術(shù)4.2.5 可控硅接口技術(shù)2. 2. 雙向可控硅

57、雙向可控硅 也稱三端雙向可控硅，也稱三端雙向可控硅，簡稱簡稱 TRIACTRIAC。 在結(jié)構(gòu)上相當(dāng)于兩個(gè)單向可控硅反向連接。在結(jié)構(gòu)上相當(dāng)于兩個(gè)單向可控硅反向連接。 具有雙向?qū)üδ?。具有雙向?qū)üδ堋?通斷狀態(tài)由控制極通斷狀態(tài)由控制極 G G 決定。決定。 G G 上加正脈沖（或負(fù)脈沖）可使其正向（或反向）導(dǎo)通。上加正脈沖（或負(fù)脈沖）可使其正向（或反向）導(dǎo)通。 這種裝置的優(yōu)點(diǎn)是控制電路簡單，沒有反向耐壓問題，因這種裝置的優(yōu)點(diǎn)是控制電路簡單，沒有反向耐壓問題，因 此特別適合作交流無觸點(diǎn)開關(guān)使用。此特別適合作交流無觸點(diǎn)開關(guān)使用。 微機(jī)控制技術(shù)4.2.5 可控硅接口技術(shù)圖圖4.27 4.27 雙向可

58、控硅的符號(hào)、結(jié)構(gòu)及伏安特性雙向可控硅的符號(hào)、結(jié)構(gòu)及伏安特性 p113p113微機(jī)控制技術(shù)4.2.5 可控硅接口技術(shù) 可控硅在與微型計(jì)算機(jī)接口連接時(shí)也需加光電隔離裝置。在單片機(jī)控制系統(tǒng)中，常用單片機(jī)的某一根接口線或外接I/O接口的某一位產(chǎn)生觸發(fā)脈沖。為了提高效率，要求觸發(fā)脈沖與交流電壓同步，通常采用檢測交流電過零點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)。 例：某電爐溫度控制系統(tǒng)可控硅控制部分的電路原理圖。微機(jī)控制技術(shù)4.2.5 可控硅接口技術(shù)圖圖4.28 4.28 可控硅加熱爐控制系統(tǒng)的原理可控硅加熱爐控制系統(tǒng)的原理 p113p113微機(jī)控制技術(shù)需加接光電隔離器需加接光電隔離器觸發(fā)脈沖電壓觸發(fā)脈沖電壓應(yīng)大于應(yīng)大于4 V4 V；

59、脈沖寬度應(yīng)脈沖寬度應(yīng)大于大于2020 s s4.2.6 電磁閥接口技術(shù)電磁閥接口技術(shù) 1 1、電磁閥是在氣體或液體流動(dòng)的管路中受電磁力控制開閉的閥體。、電磁閥是在氣體或液體流動(dòng)的管路中受電磁力控制開閉的閥體。 2 2、廣泛用于液壓機(jī)械、空調(diào)、熱水器、自動(dòng)機(jī)床等系統(tǒng)、廣泛用于液壓機(jī)械、空調(diào)、熱水器、自動(dòng)機(jī)床等系統(tǒng) 3 3、它由線圈、固定鐵芯、可動(dòng)鐵芯及閥體等組成。、它由線圈、固定鐵芯、可動(dòng)鐵芯及閥體等組成。 線圈不通電時(shí)，可動(dòng)鐵芯受彈簧作用與固定鐵芯脫離，閥門處于線圈不通電時(shí)，可動(dòng)鐵芯受彈簧作用與固定鐵芯脫離，閥門處于關(guān)閉狀態(tài)。關(guān)閉狀態(tài)。 線圈通電時(shí)，可動(dòng)鐵芯克服彈簧的彈力作用與固定鐵芯吸合，閥

60、線圈通電時(shí)，可動(dòng)鐵芯克服彈簧的彈力作用與固定鐵芯吸合，閥門處于打開狀態(tài)門處于打開狀態(tài)控制了液體和氣體的流動(dòng)?？刂屏艘后w和氣體的流動(dòng)。 4 4、電磁閥有交流和直流兩種。、電磁閥有交流和直流兩種。 交流電磁閥使用方便，但容易產(chǎn)生顫動(dòng)，啟動(dòng)電流大，并會(huì)引起交流電磁閥使用方便，但容易產(chǎn)生顫動(dòng)，啟動(dòng)電流大，并會(huì)引起發(fā)熱。發(fā)熱。 直流電磁閥可靠，但需專門電源，如直流電磁閥可靠，但需專門電源，如12V12V、24V24V、48V48V。 微機(jī)控制技術(shù)426 電磁閥接口技術(shù)電磁閥接口技術(shù) 圖圖4 429 29 電磁閥結(jié)構(gòu)原理圖電磁閥結(jié)構(gòu)原理圖 p114p114微機(jī)控制技術(shù)426 電磁閥接口技術(shù)電磁閥接口技術(shù)