趙亞麗

（承德石油高等?？茖W(xué)校，河北承德066007）

基于單片機和PT2262/2272的電源控制系統(tǒng)

趙亞麗

（承德石油高等?？茖W(xué)校，河北承德066007）

針對電工電子實訓(xùn)過程中存在的安全問題，提出了一種基于單片機和P T2262/2272的實訓(xùn)室電源控制系統(tǒng)。采用集成化的無線遙控編解碼模塊和m s p430單片機實現(xiàn)多路電源通斷的無線控制。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，布線成本低，抗干擾能力強，具有較高的實用價值，增強了實訓(xùn)安全性，減少了指導(dǎo)教師的勞動強度，提高了實訓(xùn)效率。

單片機；P T2262/2272；電源控制

高職教育的目標是培養(yǎng)知識技能型高素質(zhì)人才，而電工電子實訓(xùn)課是高職實踐教學(xué)的重要環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)學(xué)生工程素質(zhì)與生產(chǎn)實踐能力必備課程。對大學(xué)生實踐能力、工作習(xí)慣和工程素質(zhì)的培養(yǎng)起著積極的作用。近幾年學(xué)校投入大量資金購置了全新的電工電子實訓(xùn)臺，改善了實訓(xùn)條件，但是這些新的實訓(xùn)臺仍然采用的是傳統(tǒng)的供電方式，每天由教師開機、關(guān)機，通電測試時需要從實訓(xùn)室總配電箱引出十幾米長的電源線到各實訓(xùn)臺單獨供電，而且每個實訓(xùn)臺上的電路有可能需要進行多次通電測試才能完成，這樣既不安全，又給指導(dǎo)教師增加了工作繁度和工作量。在此基礎(chǔ)上提出了一種基于單片機和PT2262/2272的實訓(xùn)室電源控制系統(tǒng)，通過無線遙控和軟件編程來實現(xiàn)電源的通斷、保護與定時斷電，便于實訓(xùn)室電源管理，操作簡便，安全可靠。

1 系統(tǒng)硬件設(shè)計

基于單片機和PT2262/2272的實訓(xùn)室電源控制系統(tǒng)框圖如圖1所示。其工作過程是將實訓(xùn)室總配電箱輸出的三相電源線與主控臺的交流接觸器主觸點接通，繼電器組與各實訓(xùn)臺獨立電源相連。按下遙控器，發(fā)射模塊PT2262經(jīng)過編碼后通過無線發(fā)射頭發(fā)出指令。當接收模塊PT2272接收到遙控指令后對指令進行解碼，然后通過單片機內(nèi)部的分析與處理，相應(yīng)的控制信號便從單片機輸出端輸出，根據(jù)編程指令驅(qū)動繼電器組中相應(yīng)的繼電器動作，從而接通指定的學(xué)生實訓(xùn)臺的獨立電源。

圖1 電源控制系統(tǒng)框圖

1.1 無線發(fā)射與接收芯片選擇

PT2262/2272是臺灣普城公司生產(chǎn)的是一對帶地址、數(shù)據(jù)編碼功能的紅外遙控發(fā)射/接收芯片，用CMOS工藝制造，功耗低，價格便宜，采用18腳雙列直插式DIP封裝的結(jié)構(gòu)，便于組織[1-2]，使用時編碼電路PT2262和解碼PT2272的第1～8腳為地址設(shè)定腳，當二者的地址編碼完全相同時就能配對使用，當接收機對應(yīng)的D1～D4端輸出約4 V互鎖高電平控制信號，同時VT端也輸出解碼有效高電平信號。只要將這些信號進行放大，就可以驅(qū)動繼電器動作進行遙控開關(guān)的操作了。PT2262芯片是遙控發(fā)射芯片，集載波振蕩器、編碼器和發(fā)射單元于一體，使發(fā)射電路變得非常簡潔，發(fā)出的編碼信號由地址碼、數(shù)據(jù)碼、同步碼組成一個完整的碼字。其10~13引腳是編碼腳，直接與單片機的IO口相接即可。PT2272是接收芯片，當有信號接收時，PT2272的VT腳為高電平，無信號接收時引腳電平為低電平。接收模塊的PT2272的第10~13為解碼腳，直接與單片機的IO口相接。這樣一有信號接收，單片機就可以進入中斷進行處理。PT2262/2272應(yīng)用時對同一個系統(tǒng)，地址碼必須一致。只有發(fā)射端PT2262和接收端PT2272的地址編碼完全相同時，接收端對應(yīng)的D1～D4端輸出約4 V的高電平控制信號，PT2272端才會輸出解碼有效高電平信號。如果發(fā)送端一直有按鍵按住，那么編碼芯片也會連續(xù)發(fā)射信號。當發(fā)射端沒有按鍵按下時，PT2262不接通電源，其17腳為低電平，它的高頻發(fā)射電路不工作，當有按鍵按下時，PT2262得電工作，其第17腳輸出經(jīng)調(diào)制的串行數(shù)據(jù)信號，當17腳為高電平期間，高頻發(fā)射電路起振并發(fā)射等幅高頻信號。在17腳為低平期間，高頻發(fā)射電路停止振蕩。

1.2 單片機選擇

MSP430系列單片機是由美國TI公司生產(chǎn)的一種超低功耗的微控制器，其控制電壓為1.8~3.6 V[3].可在1MHz的時鐘條件下運行時，芯片的電流最低會在165μA左右，RAM保持模式下的最低功耗只有0.1μA.16位的CPU精簡指令集，使得大多數(shù)指令可在一個時鐘周期里完成，大大提高了運行速度。自帶ESD保護，增強了抗干擾力。這些特點讓開發(fā)人員在使用MSP430系列單片機開發(fā)電路時既可以縮小線路板空間，又可以降低系統(tǒng)成本。本設(shè)計采用MSP430F449，單片機的P0.0～P0.7的輸出經(jīng)三極管放大后連接到固態(tài)繼電器，經(jīng)開關(guān)電源后分別與各實訓(xùn)臺控制插座連接，P3.0～P3.3口與紅外接收芯片PT2722相連。當紅外接收器接收到紅外脈沖信號時，將接收的脈沖信號解碼，通過單片機對各個繼電器進行控制，達到遙控多路實訓(xùn)臺電源的目的。

2 系統(tǒng)軟件設(shè)計

軟件的編寫，取決于硬件系統(tǒng)的連接以及要實現(xiàn)的功能，本系統(tǒng)軟件設(shè)計思路是按下遙控器發(fā)射端某一按鍵時，主控臺遙控接收模塊接收信號并送入單片機，經(jīng)單片機處理后驅(qū)動相應(yīng)的繼電器動作，接通對應(yīng)通道的實訓(xùn)臺電源，主要包括鍵盤掃描子程序、數(shù)據(jù)發(fā)送子程序，數(shù)據(jù)接收子程序，繼電器控制子程序，延時子程序等部分。發(fā)射和接收端程序流程圖如圖2所示。

圖2 發(fā)射、接收程序流程圖

電路開始工作時，發(fā)射端初始化內(nèi)容后進入鍵盤掃描子程序，如果掃描到有鍵按下，去抖后將按鍵值進行編碼并發(fā)送出去；接收端初始化內(nèi)容完成后掃描I/O口，一旦掃描到有數(shù)據(jù)到達，就將其接收下來并進行解碼，最后輸出相應(yīng)的繼電器控制信號，控制相應(yīng)的繼電器動作，接通電源。同時通過軟件編程來控制繼電器的定時斷電，增強了電路的安全性。將電源控制系統(tǒng)安裝在實訓(xùn)室內(nèi)，通過實驗測試其有效性，實驗結(jié)果表明，在100 mm2實訓(xùn)室范圍內(nèi)的任何一個角落里其控制效果很好。

3 結(jié)束語

利用MSP430系列單片機與PT2262/PT2272芯片構(gòu)成的電源遙控系統(tǒng)，通過遙控和軟件編程控制繼電器動作來實現(xiàn)對電源的控制與保護，用一臺遙控器即可實現(xiàn)多路開關(guān)的控制，既可以實時控制又可以定時控制，從而達到了有效節(jié)能，同時提高用電效率和安全可靠性的目的。整個電路結(jié)構(gòu)簡單，安全可靠，易于實現(xiàn)、實用性強，可廣泛用于各種電源控制系統(tǒng)中。在實際使用中可以根據(jù)設(shè)計的具體需要進行功能擴展，從而發(fā)揮更好的使用效果。

[1]劉華姿，林明勇.紅外遙控技術(shù)在電氣控制實訓(xùn)柜中的應(yīng)用[J].電子科技，2007，（12）：42-44.

[2]劉宜，胡學(xué)龍，顧慶明.基于PT2262/PT2272的機器人遙控系統(tǒng)的設(shè)計[J].國外電子測量技術(shù)，2007，（26）：37-41.

[3]劉娜.基于單片機的智能旋進漩渦流量計[J].傳感器世界，2016，（2）：7-12.

Power Control System Based on SCM and PT2262/2272

ZHAO Ya-li
（ChengDe Petroleum College，Chengde Hebei 067000，China）

For the safety problem of electrical and electronic practice，it proposed a power control system of the training room with single chip microcomputer and PT2262/2272. Wireless control of multiple power supply has been realized by using integrated wireless remote control coding and decoding module and MSP430.The system has high practical value with its simple structure，low wiring cost and strong anti-interference ability which enhanced the security of the electrical and electronic practice. The system not only reduced the labor intensity of the teacher，but also improved the training efficiency.

SCM；PT2262/2272；power control

TP273

B

1672-545X（2016）09-0210-03

2016-06-16

趙亞麗（1982-），女，河北保定人，碩士研究生，講師，研究方向為光纖傳感技術(shù)、單片機應(yīng)用技術(shù)。