基于RS232通信光电隔离及云台控制器设计
方案。本设计的目的是实现基于RS-232总线上的数据通讯与控制的系统,利用单片机对数据采集而后进行处理控制。可采集电压、电流、脉冲等信号,即收集即将输入云台各种数据信号,送给光耦对信号进行筛选,再将信号提供给单片机,单片机根据光耦过滤的信号对外部装置发出相应指令(单片机程序设计好的),从而实现对装置的控制。
技术指标要求:(1)工作电源,输入电压5V直流±10%,电流不大于300mA。(2)通迅接口符合RS232电平标准,波特率高达250KB。(3)两路独立RS-232通迅,输入、输出间电路相互间隔离,两路输入端地相互间隔离,两路输出端地相互间隔离,通迅地与工作电源地相互间隔离,隔离电阻1000M欧以上。(4)通迅端口输入端抗干扰峰值电压可达15KV。(5)开关K1、K2、K3、K4、K5的通断负载电压/电流为300V/300mA,接通时间0~24小时可调(默认为1秒)。
2 电路设计说明
根据单片机基本原理设计如下电路图:
基于RS232通信光电隔离通讯电路设计图
电路工作原理:
通过AT89C2051单片机来对电路信号处理和控制,同时利用MAX232芯片来实现TTL电平(计算机输出信号电平5v)和RS232电平(电路传输工作电平12v)之间转换,以达到用RS232电平来传输信息,实现抗干扰和远距离传输信号的效果;同时通过光耦实现输入端和输出端电信号隔离,并且对输入信号进行滤波。电路中还利用DS1232(看门狗芯片)对电路自检和保护作用。最终实现计算机对设备的控制。
通过过设计好RS-232的通信模块,实现基于RS-232总线的数据通信与控制;而后加入继电器控制模块电路,实现单片机主从机之间的数据通信,从而达到PC端对设备的控制;接着,设计出PC端和设备端进行数据采集与控制的模块,单片机都按自己的任务进行相关数据采集或者控制。在硬件都设计好后,调试通过,这时要跟据整个系统编制出一定的通信协议,选择最优方案,实现PC端和设备端的数据通信[ 3 ]。这些在程序设计中实现,软件采用Keil软件进行编程。PC端和设备端在实现数据通信后,按照拟定的通信协议,提取有用数据信息,从而按照这个信息,进行相关操作,以达到基于RS-232总线上的数据通信与控制的目的。
本设计硬件电路部分主要包括MAX232电平转换、单片机最小系统、五路光电转换电路、RS-232通讯电路、五路信息传输电路等;软件部分主要包括系统初始化、RS-232通讯协议、AD/DA驱动等[ 4 ]。
3 基于RS232通信光电隔离通讯在云台控制器的运用
3.1 通信协议设置
晶体11.0592M下RS232串行通迅方式,波特率9600,校验位PNONE。
3.2 对外接口设置
(1)5V+、GND电路板工作电源,输入5V直流电压;
(2)K1+、K1- 通道一控制,闭合时开启,断开时停止;
K2+、K2- 通道二控制,闭合时开启,断开时停止;
K3+、K3- 通道三控制,闭合时开启,断开时停止;
K4+、K4- 通道四开启,闭合时开启,断开时停止;
K5+、K5- 通道五开启,闭合时开启,断开时停止;
(3)通迅1输入:TX1、GND1、RX1;通迅2输入:TX2、GND1、RX2;
(4)通迅1输出:TX1、GND、RX1;通迅2输出:TX2、GND2、RX2;
(5)指示灯POW1、POW2分别指示内部两路隔离电源的工作状态;点亮表示工作正常。指示灯K1、K2、K3、K4、K5指示相对应的开关状态,点亮时表示接通。
(6)测试按扭S1,按下时K1、K2、K3、K4接通,相对应的指示灯点亮。
3.3 通迅协议设置
(1)通道1、通道2输入指令33A6同时控制K1、K2、K3、K4接通时间一秒,相对应的指示灯亮。
(2)通道1、通道2分别输入指令33A1、33A2、33A3、33A4、33A5,分别控制K1、K2、K3、K4接通,接通时间一秒,相对应的指示灯亮。
(3)单片机上电开启或热启动时,通过RS232通道1返馈信息66 D9 20 13 06 15。
(4)S1键盘按下后立即释放,测试K1、K2、K3、K4开关性能,接通时间一秒,相对应的指示灯亮,同时通过RS232通道1返馈信息66 DA A1 A2 A3 A4。S1键盘按下保持时间超过2秒以上时,测试K1、K2、K3、K4、K5开关性能,接通时间一秒,相对应的指示灯亮,同时通过RS232通道1返馈信息66 DA A1 A2 A3 A4A5。
(5)通道1、通道2在超过24小时后,无任何通迅时,关机复位。
(6)系统受干扰频繁通迅时,关机复位。
(7)168小时(一周)后同时收到关主机的命令“30H”后,关机复位。
4 产品测试
(1)插入好测试插座(测试插座图纸R232TEST.S01),接入+5V电源,观察指示灯状态,POW1、POW2常亮,RUN省烁。观察电流消耗应小于200mA。
(2)测试端与电脑串口连接,打开串口调试软件(见图)。
设置波特率为9600bit/S,校验位:PNone,数据位8,停止位为1,十六进制收发及显示,做以下操作:输入指令33后,系统复位,接收窗口应能接收到字符66 D9 20 13 06 15。发送十六进制任意字符(33以外),接收窗口应能接收到同样的字符。输入指令33A6后,K1、K2、K3、K4点亮1秒后熄灭。输入指令33A5后,K5点亮1秒后熄灭。
(4)S1键盘按下保持时间超过2秒以上时,K1、K2、K3、K4、K5相对应的指示灯亮一秒后熄灭,接收窗口应能接收显示66 DA A1 A2 A3 A4 A5。
(5)通过以上测试,产品合格。
5 结语
根据本设计理论分析与实验表明:从对云台控制器的实例应用来看,本文所采用的原理和方法是正确的,达到了题目设计要求。本设计的信息通讯只能完成单向的数据传输和控制等基本功能,系统设计比较简单。因此,本设计可在多方面进行充实和完善。
参考文献:
[1] 肖海荣光电隔离的RS-232串行接口设计[J].单片机与嵌入式系统应用,2001,(8):38.
[2] 幸国全单片机系统的光电隔离式RS-232接口设计[J].测控技术,2001,20(1):62.
[3] 南华大学基于RS485的远程采集与控制系统的设计[D].毕业论文,2013.
[4] 何立民.MCS-51系列单片机应用系统设计[M].北京:北京航空航天大学出版社,1990
[5] 杨将新.单片机程序设计及应用从基础到实践[M].北京:电子工业出版社,2006.
*通信作者:胡彬
推荐访问: 控制器 隔离 光电 通信 设计版权声明:
1.赢正文档网的资料来自互联网以及用户的投稿,用于非商业性学习目的免费阅览。
2.《基于RS232通信光电隔离及云台控制器设计》一文的著作权归原作者所有,仅供学习参考,转载或引用时请保留版权信息。
3.如果本网所转载内容不慎侵犯了您的权益,请联系我们,我们将会及时删除。
本栏目阅读排行
- 1“圆”审美视域下壮族民间舞蹈“圆”美探索
- 2党员各种谈心谈话记录 学生党员一对一谈心谈话记录
- 3发展具有中国特色、世界水平的现代教育
- 4小学疫情防控应急预案 小学疫情防控工作方案和应急预案
- 5中南海里的“除四害”\“大炼钢”行动
- 6浅谈高原之宝牦牛奶制品的营销策略
- 7202X年全员新冠病毒核酸检测工作应急预案三篇 关于全员核酸检测应急准备情况的报告
- 8党支部会议程序 党组织开会
- 92020年新冠肺炎疫情防控排查工作方案例文稿 制定新冠肺炎疫情防控工作方案
- 10学校2021年秋冬季疫情防控工作方案 快递行业秋冬季疫情防控工作方案
- 11支部书记与党员谈心谈话活动记录表 支部书记谈心谈话范文
- 12中小学疫情防控期间师生错峰就餐实施方案 中小学疫情期间食堂错峰就餐方案疫情防控食堂错峰就餐安排