【文章內(nèi)容簡介】 電路是一次回路轉(zhuǎn)換電路。當外接220V交流電壓時，通過變壓器繞組轉(zhuǎn)換成9V交流電壓，經(jīng)過整流橋的整流作用，將9V交流電轉(zhuǎn)換成9V左右的直流電。圖中的MC7805T是一個三端穩(wěn)壓器，通過它的穩(wěn)壓作用，將輸出+5V的直流電源，電容起到保護作用，電阻起到限流作用。 看門狗電路在由單片機構(gòu)成的微型計算機系統(tǒng)中，由于單片機的工作常常會受到來自外界電磁場的干擾，造成程序的跑飛，而陷入死循環(huán)，程序的正常運行被打斷，由單片機控制的系統(tǒng)無法繼續(xù)工作，會造成整個系統(tǒng)陷入停滯狀態(tài)，發(fā)生不可預(yù)料的后果。所以出于對單片機運行狀態(tài)進行實時監(jiān)測的考慮，便產(chǎn)生了一種專門用于監(jiān)測單片機程序運行狀態(tài)的芯片，就是俗稱的“看門狗”?？撮T狗電路可以使單片機在無人狀態(tài)下實現(xiàn)連續(xù)工作，其工作原理是：看門狗芯片和單片機的一個I/O口引腳相連，該I/O口引腳通過程序控制它定時地往看門狗的這個引腳上送入高電平（或低電平），這一程序語句是分散地放在單片機其他控制語句中間的，一旦單片機由于干擾造成程序跑飛后而陷入某一程序段進入死循環(huán)時，寫看門狗引腳的程序便不能被執(zhí)行，這個時候，看門狗電路就會由于得不到單片機送來的信號，便在它和單片機復位引腳相連接的引腳上送出一個復位信號，使單片機發(fā)生復位，即程序從程序存儲器的起始位置開始執(zhí)行，這樣便實現(xiàn)了單片機的自動復位。所以在使用有看門狗的芯片時要注意及時喂狗。X5045是一種集看門狗、電壓監(jiān)控和串行EEPROM 三種功能于一身的可編程控制電路。這種組合設(shè)計減少了電路對電路板空間的需求。X5045中的看門狗對系統(tǒng)提供了保護功能。當系統(tǒng)發(fā)生故障而超過設(shè)置時間時，電路中的看門狗將通過RESET信號向CPU 作出反應(yīng)。X5045提供了三個時間值供用戶選擇使用。它所具有的電壓監(jiān)控功能還可以保護系統(tǒng)免受低電壓的影響，當電源電壓降到允許范圍以下時，系統(tǒng)將復位，直到電源電壓返回到穩(wěn)定值為止。X5045的存儲器與CPU 可通過串行通信方式接口，共有4096個位，可以按512 x 8個字節(jié)來放置數(shù)據(jù)。 X5045引腳及功能X5045共有8個引腳。 X5045引腳圖其引腳功能如下：CS：選擇端，電平有效。SO：串行數(shù)據(jù)輸出端。SI：串行數(shù)據(jù)輸入端。SCK：串行時鐘輸入端。WP：寫保護輸入端，低電平有效。RESET：復位輸出端。VCC：電源端。VSS：接地端。 工作原理（1）上電復位向X5045加電時會激活其內(nèi)部的上電復位電路，從而使RESET 引腳有效。該信號可避免系統(tǒng)微處理器在電壓不足或振蕩器未穩(wěn)定的情況下工作。當VCC 超過器件的Vtrip門限值時，電路將在200ms（典型）延時后釋放RESETYI 以允許系統(tǒng)開始工作。（2）低電壓監(jiān)視工作時， X5045對VCC 電平進行監(jiān)測，若電源電壓跌落至預(yù)置的最小Vtrip以下時，系統(tǒng)即確認RESET，從而避免微處理器在電源失效或斷開的情況下工作。當RESET 被確認后，該RESET 信號將一直保持有效，直到電壓跌到低于1V。而當VCC返回并超過Vtrip達200ms時，系統(tǒng)重新開始工作。（3）看門狗定時器看門狗定時器是一個計數(shù)器，基本功能是在發(fā)生軟件問題和程序跑飛后使系統(tǒng)重新啟動?？撮T狗計數(shù)器正常工作時自動計數(shù)，程序流程定期將其復位清零，如果系統(tǒng)在某處卡死或跑飛，該定時器將溢出，并將進入中斷。在定時器中斷中執(zhí)行一些復位操作，使系統(tǒng)恢復正常的工作狀態(tài)，即在程序沒有正常運行期間，如期復位看門狗以保證所選擇的定時溢出歸零，使處理器重新啟動并通過監(jiān)視WDI輸入來監(jiān)視微處理器是否激活。由于微處理器必須周期性的觸發(fā)CS/WDI引腳以避免RESET 信號激活而使電路復位，所以CS/WDI引腳必須在看門狗超時時間終止之前受到由高至低信號的觸發(fā)。（4）重新設(shè)置VCC門限X5045/45出廠時設(shè)置的標準VCC 門限電壓為Vtrip，但在應(yīng)用時，如果標準值不恰當，用戶可以重新調(diào)整。（5）SPI串行存儲器器件存儲器部分是帶塊鎖保護的CMOS串行EEPROM 陣列，陣列的內(nèi)部組織是8 位。X5045可提供最少為1000次擦寫和100年的數(shù)據(jù)保存期，并具有串行外圍接口（SPI）和軟件協(xié)議的特點，允許工作在簡單的四總線上。X5045主要是通過一個8 位的指令寄存器來控制器件的工作，其指令代碼通過SI輸入端寫入寄存器。 X5045的指令格式及其操作指令名稱指令格式操 作WREN 00000110設(shè)置寫使能鎖存器（使能寫操作）WRDI00000100復位寫使能鎖存器（禁止寫操作）RSDR00000101讀狀態(tài)寄存器WRSR00000001寫狀態(tài)寄存器（看們狗和塊鎖）READ0000A800從選定的地址開始讀存儲器陣列的數(shù)據(jù)WRITE0000A8010從選下的地址開始寫入數(shù)據(jù)至存儲器陣列（6）時鐘和數(shù)據(jù)時序當CS變低以后，SI線上的輸入數(shù)據(jù)在SCK 的第一個上升沿時被鎖存。而SO 線上的數(shù)據(jù)則由SCK的下降沿輸出。用戶可以停止時鐘，然后再啟動它, 以便在它停止的地方恢復操作。在整個工作期間，CS必須為低。（7）狀態(tài)寄存器狀態(tài)寄存器包含四個非易失性狀態(tài)位和兩個易失性狀態(tài)位。控制位用于設(shè)置看門狗定時器的操作和存儲器的塊鎖保護。狀態(tài)寄存器的格式如下（缺省值為00H）：其中：WIP (WriteInProgress) 位是易失性只讀位，用于指明器件是否忙于內(nèi)部非易失性寫操作。WIP 位可用RDSR指令讀出。當該位為“1”時，表示非易失性寫操作正在進行；為“0”時，表示沒有進行寫操作。 狀態(tài)寄存器的格式表7654321000WD1WD0BL1BL0WELWIP其中：WIP (WriteInProgress) 位是易失性只讀位，用于指明器件是否忙于內(nèi)部非易失性寫操作。WIP 位可用RDSR指令讀出。當該位為“1”時，表示非易失性寫操作正在進行；為“0”時，表示沒有進行寫操作。WEL（Write Enable Latch）位用于指出“寫使能”鎖存的狀態(tài)。WEL=1時，表示鎖存被設(shè)置；WEL=0表示鎖存已復位。WEL位是易失性只讀位。可以用WREN指令設(shè)置WEL位；用WRDI指令復位WEL位。用BLO，BL1（Block Lock）位可設(shè)置塊鎖存保護的范圍。任何被塊鎖保護的存儲器都只能讀出不能寫入。這兩個非易失性位可用WRSR指令來編程，并允許用戶保護EEPROM 陣列的1/4 、1/全部或0。 受保護的EEPROM陳列地址狀態(tài)寄存器位受保護的陳列地址BL1BL0X5043/X504500無01180～1FF10100～1FF11000～1FFWDO、WD1（Watchdog Timer）位用于選擇看門狗的超時周期。當用CS 選中器件后，送8 位RDSR指令，并由CLK 信號觸發(fā)即可將狀態(tài)寄存器的內(nèi)容從SO 線上讀出。而在寫狀態(tài)寄存器時，應(yīng)先將CS 拉低，然后送WREN指令，再拉高CS。然后再次拉低CS，最后送入WREN指令及對應(yīng)于狀態(tài)寄存器內(nèi)容的8位數(shù)據(jù)即可。該操作由CS變高結(jié)束。 看門狗超時周期選擇狀態(tài)寄存器位看門狗時周期（典型值）WD1WD00001600毫秒10200毫秒11禁止。 WREN命令和/WP引腳狀態(tài)對狀態(tài)寄存器的影響WREN命令（WEL）器件引腳（/WP）存儲器塊狀態(tài)寄存器（BL0、BLWD0、WD1）保護區(qū)不保護區(qū)0X保護保護保護X0保護保護保護11保護可寫入可寫入采用X5045與單片機連接構(gòu)成看門狗電路。 看門狗電路X5045電路具有多功能、反應(yīng)速度快、抗干擾能力強等特點，在產(chǎn)品設(shè)計時表現(xiàn)的淋瀝盡致。可以說X5045是一種性能價格比較高的電路芯片，并可非常方便地與許多常用CPU系列器件接口，非常適用于智能儀器、實時控制、微型化等場合。 并行輸入輸出接口在硬件電路設(shè)計中，系統(tǒng)擴展了2 個并行I/O接口芯片8255A，一個作鍵盤、顯示器的接口，另一個作工作狀態(tài)采樣輸入電路、外控輸出電路和聲光報警電路的接口 。 8255A簡介8255A是Intel公司生產(chǎn)的可編程并行I/O接口芯片，有3個8位并行I/O口。具有3個通道3種工作方式的可編程并行接口芯片（40引腳）。 其各口功能可由軟件選擇，使用靈活，通用性強。8255A可作為單片機與多種外設(shè)連接時的中間接口電路。8255A作為單片機與外設(shè)的接口芯片，必須提供與主機相連的3個總線接口，即數(shù)據(jù)線、地址線、控制線接口。同時必須具有與外設(shè)連接的接口A、B、C口。由于8255A可編程，所以必須具有邏輯控制部分，因而8255A內(nèi)部結(jié)構(gòu)分為3個部分：與CPU連接部分、與外設(shè)連接部分、控制部分。 功能特性可編程并行I/O接口芯片8255A具有以下特性。（1）一個并行輸入/輸出的LSI芯片，多功能的I/O器件，可作為CPU總線與外圍的接口。（2）具有24個可編程設(shè)置的I/O口，即3組8位的I/O口：PA口、PB口、PC口；它們又可分為兩組12位的I/O口：A組包括A口及C口(高4位PC4~PC7)，B組包括B口及C口(低4位PC0~PC3)。A組可設(shè)置為基本的I/O口，選通(STROBE)的I/O選通式，雙向I/O3種模式；B組只能設(shè)置為基本I/O或選通式I/O兩種模式，而這些操作模式完全由控制寄存器的控制字決定。其引腳功能如下：RESET：復位輸入線，當該輸入端處于高電平時，所有內(nèi)部寄存器（包括控制寄存器）均被清除，所有I/O口均被置成輸入方式。CS：芯片選擇信號線，當這個輸入引腳為低電平時，即/CS=0時，表示芯片被選中，允許8255A與CPU進行通訊；/CS=1時，8255A無法與CPU做數(shù)據(jù)傳輸。 8255A引腳圖RD：讀信號線，當這個輸入引腳為低電平時，即/RD=0且/CS=0時，允許8255A通過數(shù)據(jù)總線向CPU發(fā)送數(shù)據(jù)或狀態(tài)信息，即CPU從8255A讀取信息或數(shù)據(jù)。WR：寫入信號，當這個輸入引腳為低電平時，即/WR=0且/CS=0時，允許CPU將數(shù)據(jù)或控制字寫入8255A。D0～D7：三態(tài)雙向數(shù)據(jù)總線，8255A與CPU數(shù)據(jù)傳送的通道，當CPU 執(zhí)行輸入輸出指令時，通過它實現(xiàn)8位數(shù)據(jù)的讀/寫操作，控制字和狀態(tài)信息也通過數(shù)據(jù)總線傳送。PB0～PB7：端口B輸入輸出線，一個8位的I/O鎖存器， 一個8位的輸入輸出緩沖器。PC0～PC7：端口C輸入輸出線，一個8位的數(shù)據(jù)輸出鎖存器/緩沖器， 一個8位的數(shù)據(jù)輸入緩沖器。端口C可以通過工作方式設(shè)定而分成2個4位的端口， 每個4位的端口包含一個4位的鎖存器，分別與端口A和端口B配合使用，可作為控制信號輸出或狀態(tài)信號輸入端口。AA0：地址選擇線，用來選擇8255A的PA口、PB口、PC口和控制寄存器。當A1=0、A0=0時，PA口被選擇；當A1=0、A0=1時，PB口被選擇；當A1=A0=0時，PC口被選擇；當A1=A0=1時，控制寄存器被選擇。 8255A與單片機的電路連接。，所以2號8255A口、B口、C口及控制口地址分別為BFFCH、BFFDH、BFFEH和BFFFH。，其4個端口地址分別為7FFCH、7FFDH、7FFEH、7FFFH。 8255A與單片機的電路連接在自動剪板生產(chǎn)中有時為了提高生產(chǎn)效率，就會使電機工作在超負載的狀態(tài)下，電機長時間工作在過載的情況下，電機將會燒損；另外由于供電狀態(tài)和機械負荷的多變性，也有可能使電機長時間流通過電流，使得電機過載而燒壞電機。因此，必須檢測電機的電流，一旦流通過電流，立即切斷電機電源來保護電機。本系統(tǒng)通過熱敏電阻來檢測電機是否過載，熱敏電阻會檢測電機繞組的溫升，若電機過載，對應(yīng)的熱敏電阻阻值增大。熱敏電阻是敏感元件的一類，其電阻值會隨著熱敏電阻本體溫度的變化呈現(xiàn)出階躍性的變化,具有半導體特性。熱敏電阻包括正溫度系數(shù)（PTC）和負溫度系數(shù)（NTC）熱敏電阻，以及臨界溫度熱敏電阻（CTR）。熱敏電阻的主要特點是：，其電阻溫度系數(shù)要比金屬大10～100倍以上，能檢測出106℃的溫度變化；，常溫器件適用于55℃～315℃，高溫器件適用溫度高于315℃（目前最高可達到2000℃），低溫器件適用于273℃～55℃；，能夠測量其他溫度計無法測量的空隙、腔體及生物體內(nèi)血管的溫度；，～100kΩ間任意選擇；，可大批量生產(chǎn)；、過載能力強。 電流通過元件后引起溫度升高，即發(fā)熱體的溫度上升，當超過居里點溫度后，熱敏電阻增加，從而限制電流增加，于是電流的下降導致元件溫度降低，電阻值的減小又使電路電流增加，元件溫度升高，周而復始，因此具有使溫度保持在特定范圍的功能，又起到開關(guān)作用。本系統(tǒng)設(shè)計的電機過載檢測電路采用PTC熱敏電阻對電機實施了過載檢測。12PTC502熱敏電阻89C52 P1口CON2U2BLM393J5R10KR10KR1KR10K+CE110UGND控制端VCCVCC+，由熱敏電阻檢測電機繞組的溫升。若某臺電動過載，對應(yīng)的熱敏電阻阻值增大，通過一個過零比較電路，產(chǎn)生一個低電平，；CPU讀取其狀態(tài)，發(fā)出相應(yīng)的控制指令，迅速切斷電機電源，并發(fā)出聲光報警信