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      帶時間顯示的電機正反轉控制電路
      文章長度[2430] 加入時間[2006/7/1] 更新時間[2025/1/9 19:19:57] 級別[3] [評論] [收藏]

      2003年,第6期,類別:智能電子


          在工業控制及日常生活用品中,經常會遇到要求驅動電機先正轉一段時間再反轉一段時間,然后又正轉一段時間再反轉一段時間,周而復始循環運轉的情況。在要求定時精度較高和必須顯示定時時間,特別是需要經常調整運行時間時,機械或電子式定時機構就力不從心了。本文介紹用單片機控制電機正反轉的電路,其特點如下:
          1. 具有正反轉運行時間任意設定功能。用戶可根據要求,隨意調整正反轉運行時間,調整范圍為:1)0.1秒~9.9秒,精度0.1秒;2)1秒~99秒,精度為1秒;3)1分~99分,精度為1分。如有更高精度和更多位數的要求,可方便地進行擴展。
          2. 具有正反轉時間倒計時顯示功能。工作時,顯示剩余工作時間,對應的發光二極管發光,指示當前的工作狀態。顯示“00”,表示工作時間已到,相應的工作繼電器斷電,電機停止運行,指示停止狀態的發光二極管LED4發光。
          3. 控制信號為等于或大于1.5V的正脈沖。根據實際情況,只要脈沖信號一到,即控制電機工作。設定的工作時間到后,電機停止,等待下一個脈沖信號,再來脈沖時,電機反向運轉。對于電機運行期間來的脈沖,單片機不予理睬(如需要對定時工作期間來的脈沖信號進行等待處理,可修改軟件)。
          4. 具有工作狀態記憶功能。如上次斷電前(或工作結束時)是正轉,那么,在下次再來脈沖控制信號時將是反轉。
          5. 有顯示正轉、反轉、停止工作狀態的發光二極管,方便、直觀。
          一、工作原理
          電路原理見圖1。U1為單片機89C2051,兩個0.5英寸共陰數碼管LED1、LED2顯示工作時間,使用U3、U4(74LS164)驅動LED1、LED2。U3、U4由89C2051的串口P3.0、P3.1控制。串口工作于移位方式,P3.0為數據輸出,P3.1為時鐘輸出。一片74LS164驅動一只LED數碼管,一般情況下兩只數碼管需16只字段限流電阻,但根據本電路的實際情況,可以將兩只LED的公共極相連,共用一只限流電阻(圖1中的R13)。實際使用表明,用圖中所示的阻值(220Ω),在供電電壓為5V的情況下,驅動兩只高亮度LED數碼管,亮度上是很合適的。
          U2為可編程看門狗監控EEPROM X25045P。X25045P片內的EEPROM作為數據保護,看門狗定時器和Vcc電源監視器為89C2051提供獨立的保護。當系統發生故障時,只要看門狗定時器溢出(看門狗定時器的溢出時間可在200ms、600ms和1.4s中編程設置,本控制電路設為200ms),在RST腳會自動產生高電平復位信號;當Vcc降至最小轉換點以下、電源上電或掉電時,X25045P的RST腳也會產生復位信號,這樣就保證了在系統接通、關斷,瞬間電源電壓不穩時,不會造成系統死機、數據誤寫等,大大提高了系統的可靠性和抗干擾能力,解決了單片機的死機、程序跑飛等問題。
          K1、K2分別為功能和位選、置數加1鍵。LED3、LED4、LED5分別為正轉、停止、反轉指示。P3.2為脈沖控制信號的輸入口,用Q1進行隔離。為避免對單片機的干擾,輸出口P1.2、P1.3使用了兩只光耦U6、U7進行電氣隔離,三極管Q2、Q3驅動線圈電壓為5V的小型繼電器J1、J2。
          二、軟件設計
          軟件流程圖見圖2。上電復位后,初始化相關串行口和輸出口,將上次存入EEPROM中的定時數據取出送LED進行顯示;掃描按鍵是否按下,如有鍵按下,則進行鍵處理,然后送顯示,同時掃描有無脈沖控制信號輸入,如有則進入倒計時顯示程序;定時時間達到后,進行輸出處理,根據標志信號決定是置零P1.2還是置零P1.3,控制相關的繼電器(J1或J2)動作,使電機正轉或反轉。

                                                                               重慶  樊孝輝



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