3.AT89C2051单片机及看门狗电路
单片机与接口部分电路见下图。该发射机功放指示电路的核心部分使用r一块AT89C2051单片机,它只有20个引脚,可以看作是89C51的简化版,适用于I/0数据量较小的场合。其主要特点为采用Flash存储器技术,降低了制造成本,其软件、硬件与MCS-51完全兼容,其程序的电可擦写特性,使得开发与试验比较容易。89C2051可以使用的电源电压为2.7V~6V.在本机中与其他电路共用5v电源。89C2051片内含有2k字节的Flash程序存储器.128字节的片内RAM。
89C2051(20)脚接5v电源,(10)脚接地;(4)、(5)脚接晶振,构成时钟振荡器;(1)脚是复位端,与看门狗电路连接并受控。Pl口共8脚,是准双向端口。P3口共7脚,也是准双l向端口,而且部分P3口有第二功能,如P3.0、P3.1具有串行通汛功能.P3.2、P3.3具有中断输入功能,P3.4、P3.5具有定时器输入功能、89C2051的引脚驱动能力比较强,Pl、P3口的下拉能力均可达到20mA。
89C2051的(16)~(19)脚在本电路中作为功放地址编码开关输入端,4个开关的状态(0或1)决定了该功放模块的地址。89C2051片内不合WatchDog.如果没有看门狗电路.单片机在死机后,只有人工复位才能走出死循环,执行正常的程序流程。为了保证单片机工作的稳定,不会进入死循环状态,必须在电路中增加看门狗电路。
目前用得最广泛的看门狗实际上是一个特殊的定时器DogTimer。DogTimer按固定速率计时,计满预定时间就发出复位指令使单片机复位。如果每次在DogTimer发出复位指令前就强行让DogTimer清零,看门狗就一直不会发出复位指令了。清零脉冲i由CPU发出,在单片机程序中每隔一段语句放一个清零语句-FeedDog,以保证程序正常运行时DogTimer不会溢出。一旦程序进入死循环,单片机将不能及时发送Feed-Dog指令,DogTimer计数满足条件后将发出复位指令,指示单片机复位,跳出这个死循环,这样单片机又能正常工作了。
在本机中使用了IMP813L构成的电源监测与看门狗电路。IMP813L作用主要有两个,一是在上电、掉电、电压降低时提供复位电平,二是看门狗定时器。IMP813L共有8个管脚,其中(2)脚接5v电源,(3)脚接地,(4)脚足电压监测输入(PFI),(5)脚是电压故障报警输出(PFO),在本机中电压监测报警及电压降低状态的复位功能没有使用,(4)、(5)脚是悬空的。(1)脚是手动复位端(MR).低电平有效,本机中该脚接地。(6)脚是看门狗输入端(WDI).控制内部看门狗定时器。
WDI端保持高电平或低电平达1.6秒可使内部定时器完成计数,并将WDO变为低电平。将WDI悬空或连接一个高阻抗三态缓冲器将禁止看门狗功能。内部看门狗定时器清零的条件有三种:发生复位、WDI处于三态、WDI检测到一个上升沿或下降沿。(8)脚是看门狗输出(WDO),当内部看门狗定时器超时1.6秒时,WDO拉至低电平,并直到看门狗被清零才变为高电平。本电路中(8)脚也没有使用,直接接地。(7)脚是RESET输出端,接到单片机的RESET端,触发后产生200ms的正脉冲(89C2051属于高电平复位),并只要VCC低于复位门限(4.65V),它就保持高电平。在Vcc上升超过复位门限或MR端曲低电平变为高电平之后,RESET仍保持高电平200ms。本机电路中WDO端与MR端连在一起,看门狗超时后将会触发RESET.使89C2051复位,从而摆脱死循环状态。
4.RS-485接口电路
RS-485标准是从RS-232发展而来的一种通讯方式,它克服了RS-232标准传输距离短、抗干扰能力差等缺点,RS-485标准采用差分传输方式,只需要A、B、地3根线就能进行传输(A、B线必须是双绞线),传输速率也大大提高,最高能够达到IOMbps(传输距离与传输速率有关,在lOMbps时可以传输15m,在90khps时传输距离能达到1200m)。RS-485标准允许多个发送器连接到同一条总线上,就是说所有发送器都是并联的,连接非常简单。RS-485支持32个节点,但是只能有一个主设备,就是说可以有一台主设备带多个从设备,所以非常适合集中控制与分散受控单元的情况使用。这种接口在分布式工业测控电路中应用非常广泛。MAX3085是一个具有失效保护功能的RS485接口,传输速率可达500kbps.为半双工通讯。MAX3085通过两个引脚RE(2)脚,低电平有效)和DE((3)脚)来控制数据的输入和输出。当RE为低电平时.MAX3085数据输入有效;当DE为高电平时.MAX3085数据输出有效。在半双工使用中,可以将这两个脚直接桐连,然后由单片机输出的高低电平就可以让MAX485在接收和发送状态之间转换了,在本电路中就是这样连接的。(1)脚为数据输入端(RO),(4)脚为数据输出端(DI).分别与单片机的串行通讯端口(2)脚(P3.o)和(3)脚(P3.1)相连接,实现与单片机的通讯。
四、常见故障及排除
指示电路常见的故障一般有指示不准、指示一直为零等几种。出现故障后一般应首先测量运放输入、输出电压,运放的输入端电压正端和负端都在12.6V左右,静态工作时差距不大,运放输出端静态一般在0.7V左右,偏离过大就是某部分电路出现了故障。该系列发射机指示电路最容易出现的故障主要有以下几种:
1.功放工作参数指示偏离较大。在使用过程中我们发现,新发射机在经过一段时间工作后,好多指示数值与实际工作数据不符,偏离较大,但是显示数值能随发射机工作状态变化而变化。造成这种故障的原因是采样放大电路部分元件经过一段时间使用后,特性参数发生了变化,导致显示数值偏离较大,这种情况在微调相应电路电位器后可以修复,并且以后基本不会再变。
2.功放管电流指示一直为0.且调整电位器不能改变。出现这种故障的原因一般是因为接运放正端的电容漏电造成运放正端电位过低。
有时候运放损坏或者接运放正端的分压电阻变质也有可能造成此类故障。
3.不论静态还是动态,功放管电流指示一直为某一最高值不变,且调整电位器不能改变。 .出现这种故障的原因一般是因为接在运放负端的电容漏电或分压电阻变质造成运放正端电位过低。更换相应故障元件即可解决。