一種基TAT89C51單片機閥島控制系統的電路設計

摘要：閥島是一類由不同電控閥組成的控制元器件，其高性價比和安全性顯著，廣泛應用于電氣一體化控制過程中。AT89c95單片機集成了存儲器、處理器等多方面功能，相當于一個微型計算機系統，將其嵌入到閥島控制系統電路中來實現兩者的有效結合很有必要，為系統調試、檢測和維修提供更方便快捷的途徑。本文深入了解了閥島控制系統中按鍵輸入電路、檢測電路和輸出電路的構造情況，研究RS232接口電路、復位電路的運行步驟，提出了該系統硬件防干擾的措施，通過整合現場總線技術、閥島技術來實現系統的優化提升。

關鍵詞：AT89C51單片機；閥島控制系統；電路設計

德國FEST0公司發明并推廣的“閥島技術”得到了廣泛運用，從德國傳入中國以后開始應用于許多行業。閥島是一類功能強大的系統控制單元，它含有控制器、氣動電磁閥以及電輸入輸出等部件，連接電源以后能進行各式各樣的整合，使用者可以自由調節氣動和電氣功能，連接起氣動結構和電磁閥輸出口，通過操作計算機頁面來完成自動化控制活動，而這個過程只需要執行簡單的編程即可完成。AT89C95單片機具有強大的數據處理功能，運用于閥島控制系統中來實現8位氣動閥島，通過8個電控換向閥來實現集中接線目標，而嵌入單片機部件使控制系統電路更加安全可靠，實現對系統的有效控制。

1、閥島控制系統中的按鍵輸入電路以及檢測電路

按鍵電路是閥島應急控制系統中的重要部分，負責通信中斷的應急處理，按鍵可直接解決控制單片機系統中斷或閥島上位機故障的問題。左右三排的小按鍵構成按鍵結構，為了有效的控制閥島內部不同通道的通斷情況，設置了Pl輸入的方式，整個閥島的通斷與否都受到P1輸入的控制。按鍵輸入電路內涵8個二極管、8個閥，閥和二極管是平行對應的關系。當啟動1號閥時相對應的1號二極管會馬上發亮，如果啟動1、2、3號閥，那1、2、3號二極管也會相繼亮起，關閉閥則代表著二極管關閉，不會發出亮光，出現單片機輸出低電平的情況下二極管會立即亮起。系統設置了第九個按鍵，它肩負著檢測電路的責任，開啟九號按鍵其余八個二極管亮起則代表閥島電路運行正常，出現未亮的情況則代表閥島電路出錯。

2、閥島控制系統中的輸出電路

運行正常的閥島輸入一般都是P1.0，—旦出現串行的情況則會馬上轉換到方式0空間內，使得其使用竄出的輸出端口，74LSl64同步移位寄存器會負責并行輸出工作，并且執行外接的8位串行輸入活動。為了快速、有效的判斷閥島內部不同通道的運行情況，設立相對應的發光二極管來作為判斷標準十分有效，發亮則達標通道正常，發暗則代表出現故障，電路信號不斷放大到規定區域，達到標準程度后閥島通道會進行通斷處理，使得低電平能順暢輸出，未達到標準則不能啟動通道通斷處理功能，如圖1所示為閥島輸出電路。

3、閥島控制系統中的RS232接口電路

RS232接口電路構建起了單片機和Pc之間的橋梁，實現了串行通信的目標。一般情況TPC、終端之間都會采取傳統的并行通訊方式，或者使用方便快速的串行通訊模式。數據傳送依靠串行通訊模式可以進一步降低傳輸成本，不會產生許多復雜無序的線路，在面對遠程數據傳輸問題時也解決了線路特性迥異的問題，完成線路和特性之間的有效對接。異步串行是RS232數據傳遞過程中常用的方式，它允許數據傳遞裝置信號發生一定的相位差，對系統不會產生任何影響，而MAX232是RS232的核心電平轉換芯片，它能快速的轉換在RS232和TTL之間，利用驅動器、接收器和電壓發生器來完成以上一系列活動。

4、閥島控制系統中的復位電路

可編程電路X5045嵌入閥島控制系統中具有諸多優勢，它充分挖掘了系統本身的電壓監控功能，且能嵌入自身串行EEPROM功能，隨時監控系統運行情況，降低了使用電路板的數量，減少了系統負擔。閥島控制系統依靠X5045得以獲得穩固的屏障，監控時間段的設置和改變權利附著于X5045上，可根據實際情況進行調整。當總線設置不存在任何操作時，X5045會發出相應信息，控制RESET輸出高電平信號，此時C2、R3微分電路會自動輸入正脈沖，幫助CPU操作復位行動。CPU通過Watchdo昏人工、上電三類復位信號來完成有效控制，RESET端會自動處理該信號，同時能將低電壓因素排除在外，保證系統的正常運行。出現正常值大于電源電壓的情況時系統會維持該值，進一步完成復位工作。

5、閥島控制系統中的硬件干擾措施

閥島控制系統依靠光電隔離器件來實現隔離和屏蔽功能，它有效的分隔開單片機的輸入和輸出部分，單片機系統不會受到任何干擾信號的不良影響，同時能消除掉裝置本身產生的噪音，這類硬件干擾部件能控制好尖峰脈沖和任何噪音，維持單片機系統的正常運行狀態。

單片機在移動通信系統、工業控制系統等方面運用廣泛，其高性價比和穩定性的優勢無可比擬，為工業生產和經濟發展提供了巨大的幫助。閥島控制系統依靠電路設計、硬件設備來得以正常運行，而單片機作為一類能有效控制系統的芯片，運用在閥島控制系統電路上無疑是安全可行的，減少了投入在現場總線上的數量，將單片機功能附著在閥島系統上，不斷降低使用成本，加快硬件設備的功能提升速度。