在药液瓶外壁安装传感器,当红外对管之间的介质产生变化(由药液变为空气)的时候传感器模块接收到数据信号,发送到单片机进行处理。其红外光电传感电路图如图4所示。
图3 红外光电传感器电路图
2.2 单片机
单片机选用AT89C2051为美国ATMEL公司生产的低电压,高性能CMOS8位单片机,片内含2K字节的可反复擦写的只读程序存储器和128字节的随记数据存储器(RAM),期间采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产,兼容MCS-51指令系统,特别适合小批量系统的应用,容易实现软件的升级,功能强大[5]。单片机是整个系统的控制核心区域。所有的系统模块数据都会最终传达到单片机从而进行处理。而且所有的命令都将由单片机发出。所以对单片机的软件设计是重中之重[3]。将关系到整个系统的功能。
控制器的接口为8个接线端子,它的功能分别是:J1通讯的端子,A+与B-用的是分别连接为RS485总线的A和B实现与上位机通讯;J2、J3、为报警号、阀等控制新号的接线端,在有报警状况下是可以报警的时候执行阀门程序;J4的24V电源输出的接线端,为外部设备提供24VDC电源。VEE和REF提供电流最大量为24VDC本安型电源,其中VDD与VSS的最大电流为2A的常规24VDC;J5使其用做电源接线端口,在第1极和第2极开关电源分别接24-和24+。在第3极与第4极接开关电源AC端,第5极与第6级应接电源220V;J7为运行信号的输出接线端口,在J14跳线断开的时候,第1脚与第2脚为输出无源型信号;J9是限位开关接线端口,N1与REF中间接常闭型无源开关,在N2和REF之间接常开型无源开关等。
由于传感器选用的开关,其输出的是开关量,且报警蜂鸣器及泵的控制也都是开关式控制,因为无需进行A/D及D/A转换,只需要考虑耦合隔离,以提高抗干扰能力[6]。在为了应对安全,所以应在开关的输出与单片机的输入之间接入一个流快速熔断器,以保证安全。其单片机模块电路设计如图4所示。
图4 单片机模块电路设计
2.3 驱动器与继电器模块
在驱动器上,我们选用MC1413型,因其耐高压,大电流达林顿阵列,在由7个以硅NPN达林顿管组成,当在5V的电压下工作可同TTL与CMOS电路相连,可在直接处理需要标准逻辑缓冲器处理数据,灌电流将达到500mA,并且可以在莞太时承担50V电压,输出同时还可以在高负载电流并行运行[1]。
驱动器与继电器之间应插入光电耦合器TLP521-4既保证控制信号的传输有效性,同时实现了电性能上的完全分隔,且阻断继电器在对驱动器以及单片机的电路干扰。其驱动器模块电路设计如图5所示。
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