趙亞麗

（承德石油高等?？茖W(xué)校，河北承德066007）

基于單片機(jī)和PT2262/2272的電源控制系統(tǒng)

趙亞麗

（承德石油高等?？茖W(xué)校，河北承德066007）

針對(duì)電工電子實(shí)訓(xùn)過程中存在的安全問題，提出了一種基于單片機(jī)和P T2262/2272的實(shí)訓(xùn)室電源控制系統(tǒng)。采用集成化的無線遙控編解碼模塊和m s p430單片機(jī)實(shí)現(xiàn)多路電源通斷的無線控制。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，布線成本低，抗干擾能力強(qiáng)，具有較高的實(shí)用價(jià)值，增強(qiáng)了實(shí)訓(xùn)安全性，減少了指導(dǎo)教師的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了實(shí)訓(xùn)效率。

單片機(jī)；P T2262/2272；電源控制

高職教育的目標(biāo)是培養(yǎng)知識(shí)技能型高素質(zhì)人才，而電工電子實(shí)訓(xùn)課是高職實(shí)踐教學(xué)的重要環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)學(xué)生工程素質(zhì)與生產(chǎn)實(shí)踐能力必備課程。對(duì)大學(xué)生實(shí)踐能力、工作習(xí)慣和工程素質(zhì)的培養(yǎng)起著積極的作用。近幾年學(xué)校投入大量資金購置了全新的電工電子實(shí)訓(xùn)臺(tái)，改善了實(shí)訓(xùn)條件，但是這些新的實(shí)訓(xùn)臺(tái)仍然采用的是傳統(tǒng)的供電方式，每天由教師開機(jī)、關(guān)機(jī)，通電測(cè)試時(shí)需要從實(shí)訓(xùn)室總配電箱引出十幾米長的電源線到各實(shí)訓(xùn)臺(tái)單獨(dú)供電，而且每個(gè)實(shí)訓(xùn)臺(tái)上的電路有可能需要進(jìn)行多次通電測(cè)試才能完成，這樣既不安全，又給指導(dǎo)教師增加了工作繁度和工作量。在此基礎(chǔ)上提出了一種基于單片機(jī)和PT2262/2272的實(shí)訓(xùn)室電源控制系統(tǒng)，通過無線遙控和軟件編程來實(shí)現(xiàn)電源的通斷、保護(hù)與定時(shí)斷電，便于實(shí)訓(xùn)室電源管理，操作簡(jiǎn)便，安全可靠。

1 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

基于單片機(jī)和PT2262/2272的實(shí)訓(xùn)室電源控制系統(tǒng)框圖如圖1所示。其工作過程是將實(shí)訓(xùn)室總配電箱輸出的三相電源線與主控臺(tái)的交流接觸器主觸點(diǎn)接通，繼電器組與各實(shí)訓(xùn)臺(tái)獨(dú)立電源相連。按下遙控器，發(fā)射模塊PT2262經(jīng)過編碼后通過無線發(fā)射頭發(fā)出指令。當(dāng)接收模塊PT2272接收到遙控指令后對(duì)指令進(jìn)行解碼，然后通過單片機(jī)內(nèi)部的分析與處理，相應(yīng)的控制信號(hào)便從單片機(jī)輸出端輸出，根據(jù)編程指令驅(qū)動(dòng)繼電器組中相應(yīng)的繼電器動(dòng)作，從而接通指定的學(xué)生實(shí)訓(xùn)臺(tái)的獨(dú)立電源。

圖1 電源控制系統(tǒng)框圖

1.1 無線發(fā)射與接收芯片選擇

PT2262/2272是臺(tái)灣普城公司生產(chǎn)的是一對(duì)帶地址、數(shù)據(jù)編碼功能的紅外遙控發(fā)射/接收芯片，用CMOS工藝制造，功耗低，價(jià)格便宜，采用18腳雙列直插式DIP封裝的結(jié)構(gòu)，便于組織[1-2]，使用時(shí)編碼電路PT2262和解碼PT2272的第1～8腳為地址設(shè)定腳，當(dāng)二者的地址編碼完全相同時(shí)就能配對(duì)使用，當(dāng)接收機(jī)對(duì)應(yīng)的D1～D4端輸出約4 V互鎖高電平控制信號(hào)，同時(shí)VT端也輸出解碼有效高電平信號(hào)。只要將這些信號(hào)進(jìn)行放大，就可以驅(qū)動(dòng)繼電器動(dòng)作進(jìn)行遙控開關(guān)的操作了。PT2262芯片是遙控發(fā)射芯片，集載波振蕩器、編碼器和發(fā)射單元于一體，使發(fā)射電路變得非常簡(jiǎn)潔，發(fā)出的編碼信號(hào)由地址碼、數(shù)據(jù)碼、同步碼組成一個(gè)完整的碼字。其10~13引腳是編碼腳，直接與單片機(jī)的IO口相接即可。PT2272是接收芯片，當(dāng)有信號(hào)接收時(shí)，PT2272的VT腳為高電平，無信號(hào)接收時(shí)引腳電平為低電平。接收模塊的PT2272的第10~13為解碼腳，直接與單片機(jī)的IO口相接。這樣一有信號(hào)接收，單片機(jī)就可以進(jìn)入中斷進(jìn)行處理。PT2262/2272應(yīng)用時(shí)對(duì)同一個(gè)系統(tǒng)，地址碼必須一致。只有發(fā)射端PT2262和接收端PT2272的地址編碼完全相同時(shí)，接收端對(duì)應(yīng)的D1～D4端輸出約4 V的高電平控制信號(hào)，PT2272端才會(huì)輸出解碼有效高電平信號(hào)。如果發(fā)送端一直有按鍵按住，那么編碼芯片也會(huì)連續(xù)發(fā)射信號(hào)。當(dāng)發(fā)射端沒有按鍵按下時(shí)，PT2262不接通電源，其17腳為低電平，它的高頻發(fā)射電路不工作，當(dāng)有按鍵按下時(shí)，PT2262得電工作，其第17腳輸出經(jīng)調(diào)制的串行數(shù)據(jù)信號(hào)，當(dāng)17腳為高電平期間，高頻發(fā)射電路起振并發(fā)射等幅高頻信號(hào)。在17腳為低平期間，高頻發(fā)射電路停止振蕩。

1.2 單片機(jī)選擇

MSP430系列單片機(jī)是由美國TI公司生產(chǎn)的一種超低功耗的微控制器，其控制電壓為1.8~3.6 V[3].可在1MHz的時(shí)鐘條件下運(yùn)行時(shí)，芯片的電流最低會(huì)在165μA左右，RAM保持模式下的最低功耗只有0.1μA.16位的CPU精簡(jiǎn)指令集，使得大多數(shù)指令可在一個(gè)時(shí)鐘周期里完成，大大提高了運(yùn)行速度。自帶ESD保護(hù)，增強(qiáng)了抗干擾力。這些特點(diǎn)讓開發(fā)人員在使用MSP430系列單片機(jī)開發(fā)電路時(shí)既可以縮小線路板空間，又可以降低系統(tǒng)成本。本設(shè)計(jì)采用MSP430F449，單片機(jī)的P0.0～P0.7的輸出經(jīng)三極管放大后連接到固態(tài)繼電器，經(jīng)開關(guān)電源后分別與各實(shí)訓(xùn)臺(tái)控制插座連接，P3.0～P3.3口與紅外接收芯片PT2722相連。當(dāng)紅外接收器接收到紅外脈沖信號(hào)時(shí)，將接收的脈沖信號(hào)解碼，通過單片機(jī)對(duì)各個(gè)繼電器進(jìn)行控制，達(dá)到遙控多路實(shí)訓(xùn)臺(tái)電源的目的。

2 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

軟件的編寫，取決于硬件系統(tǒng)的連接以及要實(shí)現(xiàn)的功能，本系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)思路是按下遙控器發(fā)射端某一按鍵時(shí)，主控臺(tái)遙控接收模塊接收信號(hào)并送入單片機(jī)，經(jīng)單片機(jī)處理后驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的繼電器動(dòng)作，接通對(duì)應(yīng)通道的實(shí)訓(xùn)臺(tái)電源，主要包括鍵盤掃描子程序、數(shù)據(jù)發(fā)送子程序，數(shù)據(jù)接收子程序，繼電器控制子程序，延時(shí)子程序等部分。發(fā)射和接收端程序流程圖如圖2所示。

圖2 發(fā)射、接收程序流程圖

電路開始工作時(shí)，發(fā)射端初始化內(nèi)容后進(jìn)入鍵盤掃描子程序，如果掃描到有鍵按下，去抖后將按鍵值進(jìn)行編碼并發(fā)送出去；接收端初始化內(nèi)容完成后掃描I/O口，一旦掃描到有數(shù)據(jù)到達(dá)，就將其接收下來并進(jìn)行解碼，最后輸出相應(yīng)的繼電器控制信號(hào)，控制相應(yīng)的繼電器動(dòng)作，接通電源。同時(shí)通過軟件編程來控制繼電器的定時(shí)斷電，增強(qiáng)了電路的安全性。將電源控制系統(tǒng)安裝在實(shí)訓(xùn)室內(nèi)，通過實(shí)驗(yàn)測(cè)試其有效性，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在100 mm2實(shí)訓(xùn)室范圍內(nèi)的任何一個(gè)角落里其控制效果很好。

3 結(jié)束語

利用MSP430系列單片機(jī)與PT2262/PT2272芯片構(gòu)成的電源遙控系統(tǒng)，通過遙控和軟件編程控制繼電器動(dòng)作來實(shí)現(xiàn)對(duì)電源的控制與保護(hù)，用一臺(tái)遙控器即可實(shí)現(xiàn)多路開關(guān)的控制，既可以實(shí)時(shí)控制又可以定時(shí)控制，從而達(dá)到了有效節(jié)能，同時(shí)提高用電效率和安全可靠性的目的。整個(gè)電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安全可靠，易于實(shí)現(xiàn)、實(shí)用性強(qiáng)，可廣泛用于各種電源控制系統(tǒng)中。在實(shí)際使用中可以根據(jù)設(shè)計(jì)的具體需要進(jìn)行功能擴(kuò)展，從而發(fā)揮更好的使用效果。

[1]劉華姿，林明勇.紅外遙控技術(shù)在電氣控制實(shí)訓(xùn)柜中的應(yīng)用[J].電子科技，2007，（12）：42-44.

[2]劉宜，胡學(xué)龍，顧慶明.基于PT2262/PT2272的機(jī)器人遙控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].國外電子測(cè)量技術(shù)，2007，（26）：37-41.

[3]劉娜.基于單片機(jī)的智能旋進(jìn)漩渦流量計(jì)[J].傳感器世界，2016，（2）：7-12.

Power Control System Based on SCM and PT2262/2272

ZHAO Ya-li
（ChengDe Petroleum College，Chengde Hebei 067000，China）

For the safety problem of electrical and electronic practice，it proposed a power control system of the training room with single chip microcomputer and PT2262/2272. Wireless control of multiple power supply has been realized by using integrated wireless remote control coding and decoding module and MSP430.The system has high practical value with its simple structure，low wiring cost and strong anti-interference ability which enhanced the security of the electrical and electronic practice. The system not only reduced the labor intensity of the teacher，but also improved the training efficiency.

SCM；PT2262/2272；power control

TP273

B

1672-545X（2016）09-0210-03

2016-06-16

趙亞麗（1982-），女，河北保定人，碩士研究生，講師，研究方向?yàn)楣饫w傳感技術(shù)、單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)。