一种基TAT89C51单片机阀岛控制系统的电路设计

摘要：阀岛是一类由不同电控阀组成的控制元器件，其高性价比和安全性显著，广泛应用于电气一体化控制过程中。AT89c95单片机集成了存储器、处理器等多方面功能，相当于一个微型计算机系统，将其嵌入到阀岛控制系统电路中来实现两者的有效结合很有必要，为系统调试、检测和维修提供更方便快捷的途径。本文深入了解了阀岛控制系统中按键输入电路、检测电路和输出电路的构造情况，研究RS232接口电路、复位电路的运行步骤，提出了该系统硬件防干扰的措施，通过整合现场总线技术、阀岛技术来实现系统的优化提升。

关键词：AT89C51单片机；阀岛控制系统；电路设计

德国FEST0公司发明并推广的“阀岛技术”得到了广泛运用，从德国传入中国以后开始应用于许多行业。阀岛是一类功能强大的系统控制单元，它含有控制器、气动电磁阀以及电输入输出等部件，连接电源以后能进行各式各样的整合，使用者可以自由调节气动和电气功能，连接起气动结构和电磁阀输出口，通过操作计算机页面来完成自动化控制活动，而这个过程只需要执行简单的编程即可完成。AT89C95单片机具有强大的数据处理功能，运用于阀岛控制系统中来实现8位气动阀岛，通过8个电控换向阀来实现集中接线目标，而嵌入单片机部件使控制系统电路更加安全可靠，实现对系统的有效控制。

1、阀岛控制系统中的按键输入电路以及检测电路

按键电路是阀岛应急控制系统中的重要部分，负责通信中断的应急处理，按键可直接解决控制单片机系统中断或阀岛上位机故障的问题。左右三排的小按键构成按键结构，为了有效的控制阀岛内部不同通道的通断情况，设置了Pl输入的方式，整个阀岛的通断与否都受到P1输入的控制。按键输入电路内涵8个二极管、8个阀，阀和二极管是平行对应的关系。当启动1号阀时相对应的1号二极管会马上发亮，如果启动1、2、3号阀，那1、2、3号二极管也会相继亮起，关闭阀则代表着二极管关闭，不会发出亮光，出现单片机输出低电平的情况下二极管会立即亮起。系统设置了第九个按键，它肩负着检测电路的责任，开启九号按键其余八个二极管亮起则代表阀岛电路运行正常，出现未亮的情况则代表阀岛电路出错。

2、阀岛控制系统中的输出电路

运行正常的阀岛输入一般都是P1.0，—旦出现串行的情况则会马上转换到方式0空间内，使得其使用窜出的输出端口，74LSl64同步移位寄存器会负责并行输出工作，并且执行外接的8位串行输入活动。为了快速、有效的判断阀岛内部不同通道的运行情况，设立相对应的发光二极管来作为判断标准十分有效，发亮则达标通道正常，发暗则代表出现故障，电路信号不断放大到规定区域，达到标准程度后阀岛通道会进行通断处理，使得低电平能顺畅输出，未达到标准则不能启动通道通断处理功能，如图1所示为阀岛输出电路。

3、阀岛控制系统中的RS232接口电路

RS232接口电路构建起了单片机和Pc之间的桥梁，实现了串行通信的目标。一般情况TPC、终端之间都会采取传统的并行通讯方式，或者使用方便快速的串行通讯模式。数据传送依靠串行通讯模式可以进一步降低传输成本，不会产生许多复杂无序的线路，在面对远程数据传输问题时也解决了线路特性迥异的问题，完成线路和特性之间的有效对接。异步串行是RS232数据传递过程中常用的方式，它允许数据传递装置信号发生一定的相位差，对系统不会产生任何影响，而MAX232是RS232的核心电平转换芯片，它能快速的转换在RS232和TTL之间，利用驱动器、接收器和电压发生器来完成以上一系列活动。

4、阀岛控制系统中的复位电路

可编程电路X5045嵌入阀岛控制系统中具有诸多优势，它充分挖掘了系统本身的电压监控功能，且能嵌入自身串行EEPROM功能，随时监控系统运行情况，降低了使用电路板的数量，减少了系统负担。阀岛控制系统依靠X5045得以获得稳固的屏障，监控时间段的设置和改变权利附着于X5045上，可根据实际情况进行调整。当总线设置不存在任何操作时，X5045会发出相应信息，控制RESET输出高电平信号，此时C2、R3微分电路会自动输入正脉冲，帮助CPU操作复位行动。CPU通过Watchdo昏人工、上电三类复位信号来完成有效控制，RESET端会自动处理该信号，同时能将低电压因素排除在外，保证系统的正常运行。出现正常值大于电源电压的情况时系统会维持该值，进一步完成复位工作。

5、阀岛控制系统中的硬件干扰措施

阀岛控制系统依靠光电隔离器件来实现隔离和屏蔽功能，它有效的分隔开单片机的输入和输出部分，单片机系统不会受到任何干扰信号的不良影响，同时能消除掉装置本身产生的噪音，这类硬件干扰部件能控制好尖峰脉冲和任何噪音，维持单片机系统的正常运行状态。

单片机在移动通信系统、工业控制系统等方面运用广泛，其高性价比和稳定性的优势无可比拟，为工业生产和经济发展提供了巨大的帮助。阀岛控制系统依靠电路设计、硬件设备来得以正常运行，而单片机作为一类能有效控制系统的芯片，运用在阀岛控制系统电路上无疑是安全可行的，减少了投入在现场总线上的数量，将单片机功能附着在阀岛系统上，不断降低使用成本，加快硬件设备的功能提升速度。