【正文】 ERT圖310 按鍵電路圖按照系統(tǒng)的設(shè)計要求及長期連續(xù)運行、工作環(huán)境惡劣等實際情況，本系統(tǒng)的復(fù)位必須考慮以下 3 種情況：上電復(fù)位、手動復(fù)位及看門狗定時器溢出復(fù)位；因此，采用 MAX813L 電源監(jiān)視電路。在所有參數(shù)齊備的情況下，按Start鍵，則開始運行，T參數(shù)倒計時；如果參數(shù)不齊備，按此鍵無效。c) 運行控制鍵系統(tǒng)中控制運行的有2個按鍵：暫停鍵和開始運行鍵Start。前2個參數(shù)采用定點數(shù)，小數(shù)位為1位。b) 參數(shù)設(shè)置鍵ton、toff、T鍵用來選擇設(shè)置何種參數(shù)。 按鍵電路的具體設(shè)計鍵盤的設(shè)計主要是考慮參數(shù)的設(shè)定輸出及運行方式的必要控制，因此設(shè)置了10個數(shù)字鍵09，3個參數(shù)（ton、toff、T）設(shè)置鍵，與此配套的Enter，CLR等鍵及運行控制鍵Start。這樣就可直接得到行數(shù)據(jù)和列數(shù)據(jù)，而得組合的鍵值。若是所使用的單片機內(nèi)部具有上拉電阻的話，還不需要逐列去置低電平，外部無上拉電阻。不過不管是正邏輯還是負(fù)邏輯的數(shù)據(jù)，可以看出這樣的數(shù)據(jù)是很難使用散轉(zhuǎn)指令的。如圖 4 的鍵盤從左到右、從上到下的鍵值依次是EE，ED，EB，E7；DE，DD，DB，D7；…；7E，7D，7B，77。線反轉(zhuǎn)法同樣也要先判別整個鍵盤有無按鍵按下，有按鍵按下才對鍵盤進(jìn)行掃描。b)線反轉(zhuǎn)法線反轉(zhuǎn)法的優(yōu)點是掃描速度比較快，但是程序處理起來卻是比較不方便。掃描的方法是將列線逐列置低電平，幷檢測行線的電平狀態(tài)來實現(xiàn)的。若是沒有按鍵按下，則PB口讀進(jìn)來的數(shù)據(jù)為0FH；若讀進(jìn)來的數(shù)據(jù)不是0FH，那就是有按鍵按下，因為只要有按鍵按下，該按鍵連接到的行線電平就會被拉至低電平?，F(xiàn)以如圖39所示44鍵盤為例，講解一下這兩種掃描方法的工作原理。對行列式的鍵盤進(jìn)行掃描的時候，要先判斷整個鍵盤是否有按鍵按下，有按鍵按下才對哪一個按鍵按下進(jìn)行判別掃描。所以利用這種結(jié)構(gòu)，a個I/O口可以接a個行線，另外的b個I/O可以接b個列線，總共可以組成ab個按鍵的鍵盤。跟獨立式鍵盤一樣，若是使用有內(nèi)部上拉電阻或是下拉電阻的單片機時，外面不需連接上拉電阻或是下拉電阻，只需在程序內(nèi)打開內(nèi)部上拉電阻或是內(nèi)部下拉電阻即可。為了減少鍵盤占用太多的單片機 I/O口資源，當(dāng)按鍵個數(shù)較多的時候，通常都使用行列式鍵盤。這種方法的優(yōu)點是程序執(zhí)行效率高，不用刻意加延時指令，而且這種方法的判斷按鍵抗干擾能力要更好；缺點是程序結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。比如，以5ms為基本時間單位去掃描按鍵的話，前后要連續(xù)掃描到同一個按鍵11次而達(dá)到50ms來確認(rèn)這個按鍵。第二種方法是每隔一個時間周期檢測一次按鍵，比如每5ms掃描一次按鍵，要連續(xù)幾次都掃描到同一按鍵才確認(rèn)這個按鍵被按下。若是要判斷按鍵松開的話，也是要在檢測到按鍵釋放電平之后再給出12ms～24ms的延時，等后抖動消失后再一次檢測按鍵的狀態(tài)，如果仍為斷開狀態(tài)電平，則確認(rèn)按鍵松開。常用的去除鍵抖動的軟件方法有很多種，但是都離不開基本的原則：就是要么避開抖動的時候檢測按鍵或是在抖動的時候檢測到的按鍵不做處理。按鍵在去抖動，可用硬件或軟件兩種方法消除。抖動時間的長短因按鍵的機械特性不同而有所不同，一般為5ms～10ms。圖38 按鍵電路一般的按鍵所用開關(guān)都是機械彈性開關(guān)，由于機械觸點的彈性作用，按鍵開關(guān)在閉合時不會馬上穩(wěn)定地連接，在斷開進(jìn)也不會馬上完全的斷開，在閉合和斷開的瞬間均有一連串的抖動。平時，按鍵的兩個觸點處于斷開狀態(tài)，按下按鍵時兩個觸點才閉合（短路）。我們可以通過鍵盤輸入數(shù)據(jù)或命令來實現(xiàn)人機通信。結(jié)合實際情況，本次設(shè)計選擇液晶顯示電路來實現(xiàn)顯示功能。LCD1602與單片機連接的電路圖如圖37所示。 VSS：接地端。VDD：電源端。E：數(shù)據(jù)讀寫操作控制位，E線向LCD模塊發(fā)送一個脈沖，LCD模塊與單片機間將進(jìn)行一次數(shù)據(jù)交換。A：背光控制正電源。1）LCD1602的引腳功能LCD1602模塊的引腳如圖36所示，其引腳功能如下：RS：數(shù)據(jù)和指令選擇控制端，RS=0命令狀態(tài)；RS=1數(shù)據(jù)。與傳統(tǒng)的LED數(shù)碼管顯示器件相比，液晶顯示模塊具有體積小、功耗低、顯示內(nèi)容豐富等優(yōu)點，而且不需要外加驅(qū)動電路，現(xiàn)在液晶顯示模塊已經(jīng)是單片機應(yīng)用設(shè)計中最常用的顯示器件了。字符顯示是根據(jù)需要顯示基本字符。圖33顯示電路（1）圖34 顯示電路（2）圖35 顯示電路（3） 液晶顯示電路設(shè)計LCD顯示器分為字段顯示和字符顯示兩種。而字顯通過8279上的OUTA0~OUTA3,OUTB0~OUTB3進(jìn)行控制。4) 7404集電極開路6正相高壓驅(qū)動器，提供數(shù)碼管字形顯示的驅(qū)動電流。在5V的工作電壓下它能與TTL和COMS電路直接相連，可以直接處理原先需要標(biāo)準(zhǔn)邏輯緩沖器來處理的數(shù)據(jù)。2）45144514由鎖存器和4—16線譯碼器組成，主要功能是鎖存和譯碼。/BD：顯示熄滅輸出線，低電平有效。OUTA0OUTA3：通常作為顯示信號的高 4 位輸出線。CNTL/S：控制/選通輸入線，高電平有效。SHIFT：來自外部鍵盤或傳感器矩陣的輸入信號，它是 8279 鍵盤數(shù)據(jù)的次高位即 D6 位的狀態(tài)，該位狀態(tài)控制鍵盤上/下檔功能。SL0SL3：掃描輸出線，用來作為掃描鍵盤和顯示的代碼輸出或直接輸出線。IRQ：中斷請求輸出線，高電平有效。地址線/CS=0 選中 8279，當(dāng) A0=1 時，為命令字及狀態(tài)字地址；當(dāng)A0=0 時，為片內(nèi)數(shù)據(jù)地址，故 8279 芯片占用 2 個端口地址。顯示 RAM容量為 16*8，即顯示器最大配置可達(dá) 16 位 LED 數(shù)碼顯示。8279內(nèi)部有鍵盤 FIFO（先進(jìn)先出堆棧）/傳感器，雙重功能的 8*8=64BRAM，鍵盤控制部分可控制 8*8=64 個按鍵或 8*8 陣列方式的傳感器。1)8279 8279是可編程的鍵盤、顯示接口芯片。通過P15引腳向MAX813L發(fā)出RSTK1信號，使系統(tǒng)復(fù)位，也即停止從CPU的脈沖輸出，結(jié)束電鍍運行。為了有所區(qū)別，前2個參數(shù)的顯示采用綠色，后1個參數(shù)的顯示采用紅色。 顯示電路設(shè)計作為顯示電路，要求實現(xiàn)的功能有：能夠?qū)on，toff，T的數(shù)值進(jìn)行顯示和設(shè)計，并且沒個數(shù)值都要求有四位有效數(shù)字，可以用三組4位的數(shù)碼管顯示，也可以用液晶顯示實現(xiàn)，下面對這兩種顯示方式做以下介紹。f)XTAL1和XTAL2 外接晶體引線端當(dāng)使用芯片內(nèi)部時鐘時，此二引線端用于外接石英晶體和微調(diào)電容；當(dāng)使用外部時鐘時，用于接外部時鐘脈沖信號。d)EA 訪問程序存儲器控制信號當(dāng)EA信號為低電平時，對ROM的讀操作作限定在外部程序存儲器；而當(dāng)EA信號為高電平時，則對ROM的讀操作作是從內(nèi)部程序存儲器開始，并可延續(xù)至外部程序存儲器。圖32 AT89C51管腳圖信號引腳介紹a)輸出口線～ P0口8位雙向口線～ P1口8位雙向口線～ P2口8位雙向口線～ P3口8位雙向口線b)ALE 地址鎖存控制信號在系統(tǒng)擴(kuò)展時，ALE用于控制把P0口輸出的低8位地址送入鎖存器鎖存起來，以實現(xiàn)低位地址和數(shù)據(jù)的分時傳送。g）中斷控制系統(tǒng)MCS51單片機的中斷功能較強，以滿足控制應(yīng)用的需要。f）串行口MCS51有一個全雙工的串行口，以實現(xiàn)單片機和其它數(shù)據(jù)設(shè)備之間的串行數(shù)據(jù)傳送。d）定時器/計數(shù)器51系列共有兩個16位的定時器/計數(shù)器，以實現(xiàn)定時或記數(shù)功能。c）內(nèi)部程序存儲器（ROM）用于存放程序、原始數(shù)據(jù)或表格。b）內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器（RAM）用于存放可讀寫的數(shù)據(jù)，地址范圍為00H～FFH（256B）。圖31 AT89C51內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)各部分的情況簡單介紹如下：a）中央處理器（CPU）中央處理器是單片機的核心，完成運算和控制操作。其中R/P用來由主CPU控制從CPU的運行與暫停；SCOMM信號是從CPU向主CPU指示通信狀態(tài)的，成功結(jié)束有效；否則無效。其中暫停開關(guān)PKEY與暫停指示燈通過接口與單片機連接，暫停時指示燈會發(fā)光指示。主系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)顯示、按鍵管理、電鍍時間控制以及運行中的暫停等控制；從系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)產(chǎn)生開關(guān)管的驅(qū)動脈沖。3 電鍍數(shù)字脈沖電源設(shè)計的關(guān)鍵技術(shù)和實現(xiàn)由于系統(tǒng)中關(guān)鍵的問題是定時，電鍍時間的定時及驅(qū)動開關(guān)管的脈沖定時，而且后者的定時精度直接影響輸出脈沖波形的頻率精度。本次系統(tǒng)在串行通信的基礎(chǔ)上，配合以適當(dāng)?shù)挠参帐致?lián)絡(luò)信號，以克服純軟件握手對驅(qū)動脈沖的影響。這種方式的特點是硬件簡單，軟件實現(xiàn)也很方便。圖23即為雙CPU 通過并行接口連接。雖然是半雙工通信方式，但由于是并行通信方式，速度還是比串口方式要快。片選片選狀態(tài)狀態(tài)總線總線主CPU從CPU左總線 右總線雙口RAM圖22 雙口RAM方式2）并口通信方式直接將 2 個 CPU 通過并行接口連接起來，實現(xiàn)協(xié)調(diào)與交流。由于雙口RAM 大多具有雙總線，而且具有總線仲裁機構(gòu)，因此這種方式的特點是硬件簡單，但成本相對較高。采用雙口 RAM 的雙 CPU 電路，整個電路分成 2 大部分，每個 CPU 編有單獨的程序，各管理 1 部分，這樣可減小整個軟件編寫的難度，增加儀器工作的可靠性。 主、從系統(tǒng)通信方式的方案設(shè)計在單片機應(yīng)用系統(tǒng)中，雙 CPU 或多 CPU 系統(tǒng)的建構(gòu)通常有以下 3 種形式。從系統(tǒng)與主系統(tǒng)的通信方式選為串口通信，通過TXD,RXD交叉連接實現(xiàn)，共用復(fù)位信號，由主系統(tǒng)的定時器提管理串口通信。顯示電路是使用液晶顯示，使用了一片1602，達(dá)到ton，toff，T的顯示功能。按鍵電路是使用一個4*4矩陣鍵盤，通過控制行線和列線達(dá)到控制按鍵的功能。顯 示鍵 盤運行暫停、結(jié)束等控制接口從CPU驅(qū) 動開關(guān)電源主CPU圖21 雙CPU系統(tǒng)原理圖 主系統(tǒng)方案設(shè)計 主系統(tǒng)利用AT89C51作為中央控制芯片，P0口作為液晶顯示的數(shù)據(jù)線，用于顯示電路，P2口作為按鍵控制電路的行線和列線，P1口作為一般雙向I/O口使用，、其他P3口作為一般雙向I/O口使用。主系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)顯示、按鍵管理、電鍍時間控制以及運行中的暫停等控制；從系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)產(chǎn)生開關(guān)管的驅(qū)動脈沖。2 電鍍數(shù)字脈沖電源的總體方案設(shè)計 系統(tǒng)總體方案設(shè)計由于系統(tǒng)中關(guān)鍵的問題是定時，電鍍時間的定時及驅(qū)動開關(guān)管的脈沖定時，而且后者的定時精度直接影響輸出脈沖波形的頻率精度。單片機使用AT89C51，按照需求將引腳分配給監(jiān)控電路，按鍵電路，顯示電路；監(jiān)控電路使用MAX813L作為控制芯片，完成上電復(fù)位，自動復(fù)位，手動復(fù)位，和電源監(jiān)控的功能；鍵盤電路使用4*4矩陣鍵盤，完成數(shù)值設(shè)置的功能；顯示電路使用LCD1602，LCD1602能顯示兩行字符，每行8個，滿足顯示的要求；從系統(tǒng)選用AT89C2051作為控制芯片，產(chǎn)生控制開關(guān)電源的脈沖。 普通開關(guān)電源的輸出波形為高頻調(diào)制的脈沖直流，若對平滑性有較高要求可以增加直流濾波器，冷卻方式一般采取風(fēng)冷。該類電源具有效率高、體積小等特點，在3000A以下通用型電鍍電源中有較強的競爭力。近幾年隨著微機控制技術(shù)在晶閘管整流器中的廣泛應(yīng)用，可以實現(xiàn)輸出波形的換向、直流疊加脈沖、波形分段控制等，還可以實現(xiàn)計時、定時、自動控溫、電量計量和定量等控制功能。晶閘管整流器輸出波形為脈動直流，電壓低時不連續(xù)，為了提高輸出波形的平滑性，可增加濾波器或采用多相整流電路。晶閘管及二極管的冷卻方式根據(jù)不同容量分為自冷、風(fēng)冷、水冷和油浸自冷等。(2)晶閘管整流電源 晶閘管整流器在小容量時采用交流電源經(jīng)隔離變壓器降壓，再經(jīng)晶閘管移相調(diào)壓和整流后獲得直流電壓。根據(jù)容量不同，整流組件的冷卻方式分為自冷、風(fēng)冷、水冷和油浸自冷等。根據(jù)容量不同，可分為單相全波、三相全波和六相雙反星整流等。 綜上所述，電鍍電源的整體發(fā)展趨勢是低能耗、無電網(wǎng)污染、高可靠、小體積、高性能和多功能。 隨著電鍍工藝的迅速發(fā)展，新的電鍍工藝從波形、頻率、自動控制、綜合功能等方面對電鍍電源提出更高的要求。隨著IGBT器件功率增加、耐壓提高和應(yīng)