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基于單片機設(shè)計的三路分段開關(guān)

作者: 時間:2012-11-13 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

分段是一種節(jié)能電子產(chǎn)品,在只有兩根電源線的情況應(yīng)用它可對具有多盞燈泡、日光燈、節(jié)能燈的燈具進行分組控制,避免照明電路重新布線之苦。常見的分段用—位控制,通過開關(guān)不同的次數(shù)產(chǎn)生不同的亮燈狀態(tài)。這種控制方式有兩個缺陷:一是控制過程中燈泡被不斷的開關(guān),由于燈泡、日光燈、節(jié)能燈的使用壽命跟開關(guān)次數(shù)有很大的關(guān)系,這種方式很容易造成損壞;二是使用比較麻煩,假如燈具中有三組燈,必須開關(guān)四次才能打開所有的燈。下面介紹一種用開關(guān),控制面板上使用一只開關(guān)和三只按鈕,打開開關(guān)后只要按動不同的按鈕就能控制不同的燈組,三組燈具獨立控制,具有使用直觀方便的特點。

  一、電路工作原理

  分段開關(guān)由控制面板和接收控制器兩部分組成,控制面板裝在開關(guān)盒上,接收控制器裝在燈具上??刂泼姘搴徒邮湛刂破饔脙筛娫淳€連接?!刂菩盘柌捎秒娏d波的方式,通過電源線傳輸,為了防止50Hz交流電源的干擾,便于分離,使用100kHz高頻脈沖信號作為控制信號。為了簡化電路,采用對脈沖計數(shù)的方式區(qū)分不同的控制信號。

  1、控制面板電路

  控制面板主要產(chǎn)生不同的控制信號以控制不同的燈組。

  電路見下圖。IC1中的與非門A1、A2及電阻R1~R4、電容C1~C3等組成延時電路。下面以按下S1為例說明其工作原理:當S1沒有按下時,A1的輸入端為低電平,所以經(jīng)兩次反相后A2也輸出低電平;當S1按下時,由于C1上的電壓不能突變,A1的輸入端為高電平,A2也輸出高電平,此后C1經(jīng)R4充電兩端的電壓逐漸上升,A1輸入端的電位逐漸下降,當電位下降到VDD/2即4.5V以下時,A2的輸出由高電平轉(zhuǎn)換為低電平。這樣當分別按下按鈕S1NS3時,A2輸出端分別產(chǎn)生脈沖寬度為15mS、23mS、34mS三種不同的單次正脈沖信號,分別作為多諧振蕩器的控制信號。與非門A1、A2、電阻R5、R6、電容C5等組成多諧振蕩器,振蕩頻率約100kHz,當A2輸出高電平時多諧振蕩器工作,A4輸出100kHz的脈沖信號。由于其輸出脈沖信號的個數(shù)受A2輸出的高電平的時間控制,因此按下S1~S3中不同的按鈕,A4就能輸出不同的脈沖個數(shù),對應(yīng)的脈沖個數(shù)分別約為1500、2300、3400。三極管VTl、高頻變壓器T1等組成輸出電路,把A4輸出的脈沖信號經(jīng)VT1放大后通過C8輸送到電源線上。L1是高頻扼流電感器,它可以防止100kHz的脈沖信號被其它用電設(shè)備短路,也能防止其對外產(chǎn)生干擾信號。

  C7、VD2、VD3、C6等組成電容降壓式電源電路,其中經(jīng)穩(wěn)壓二極管VD1穩(wěn)壓的9V電源供IC1使用。

  2、接收控制器電路

  接收控制器電路見圖2。電路由接收電路、單片機電路和電源電路等部分組成。

  R1、C1組成單片機的復位電路,接通電源后單片機AT89C2051的復位端1腳獲得一個高電平復位脈沖,使得單片機進入程序所設(shè)定的初始狀態(tài),其引腳P1.0輸出高電平,P1~1、P1.2輸出低電平,三極管VTl導通,VT2、VT3截止,使得繼電器K1吸合,K2、K3處于釋放狀態(tài),這樣當打開控制面板上開關(guān)S4后第一組燈點亮,其它兩組燈均熄滅。使用時一般將常用的一組燈接在K1的控制觸點上。

  C4、T1、/T1等組成輸入信號處理電路,C4.起到隔離50Hz交流信號的作用,為了提高抗干擾能力,VT1沒有加直流偏置電壓,其集電極輸出的幅度為5V的脈沖信號通過單片機P3.4腳輸入給單片機進行處理。單片機根據(jù)輸入的脈沖信號的個數(shù)決定改變引腳P1.0~P1.2的工作狀態(tài),具體的說就是1500個左右的脈沖信號對應(yīng)P1.0,2300個左右的脈沖信號對應(yīng)P1.1,3400個左右的脈沖信號對應(yīng)P1.2。

  下面以第二路為例說明電路的工作過程,接通電源后,按一下按鈕S2,則單片機的P1.1端由低電平轉(zhuǎn)換為高電平,繼電器K2吸合,對應(yīng)的常開觸點k2閉合接通相應(yīng)的燈組,再按一下S2則單片機的P1.1端由高電平轉(zhuǎn)換為低電平,關(guān)閉對應(yīng)的燈組。其余兩路的工作過程以此類推。當控制某一路的工作狀態(tài)時,其它兩路的工作狀態(tài)不受影響,即每一路均可獨立控制。

  C5、VD4~VD8、IC2等組成電容降壓式電源電路,提供+12V和+5V電源。電路中L1的作用和控制面板電路中的L1相同。


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