采用AVR单片机的小型采暖炉控制系统抗干扰设计
单片机在工业控制领域应用时不同于民用、商用领域中的应用,工业控制所处的环境相对比较恶劣,干扰源多,其常见干扰源来自现场工业电气在投入、运行、切断等工况下产生的静电感应、尖峰电压、浪涌电流等干扰。实践表明,在工作室中按用户要求设计的小型工业采暖控制系统,尽管各项逻辑功能及技术指标的测试都正常,但该系统拿到现场上却不能使用,检测失灵,操作失控,显示花屏等现象接踵而来。经分析,其干扰是从现场不同路径传入单片机控制系统的。切断干扰源,提高单片机抗干扰能力是解决控制系统正常工作的前提。
测温电路采用的是单总线
芯片DS18B20,该芯片具有测温精度高,连接线路简单等优点,其测温范围为-55℃到+125℃。适合于采暖系统测温,在实际应用中当温度在60℃以下时可正常工作,随着温度的升高,当温度大于60℃以上时,测温数据开始跳动,且温度越高跳动越剧烈,甚至无法观测。电源加了滤波退偶电路效果不明显,在数据线上并接小电容进行高频旁路时,电容小不起作用,电容大了则数字信号消失。最后经试验在数字电路上加如图1所示标称值的RC阻容滤波电路达到了预期效果。
电源干扰中的尖峰干扰是一种频繁出现的叠加于电网正弦波上的高能脉冲,其幅度可达几千伏,宽度只有几个毫微秒或几个微秒,抑制办法可从多方面入手。T1为电源变压器,在其交流电源的输入端并联压敏电阻RV用来吸收电网瞬间产生的尖峰电压;C1为高频旁路电容,抑制高频差模干扰,C2和C3用来抑制高频共模干扰。L1中两个线圈绕向相同,流过的电流大小相等,但每一瞬变间的电流方向相反使感生的电磁场方向也相反,故生成的反电势干扰可以相互抵消。可有效抑制电源端较低频率的干扰。
DEI1016的工作原理DEI1016的引脚功能及特点以前已有介绍,现仅对该器件的工作原理作以描述。DEI1016的复位及初始化电路上电后,首先在MR引脚施加200μs的低电平脉冲以使DEI1016复位,然后把控制字写到16位数据总线上,这样,在LDCW引脚施加低电平便可把控制字写入到控制字寄存器,尔后便可接收和发送数据。2.2DEI1016的数据发送过程DEI1016的数据发送时序如图1所示。发送数据时,首先应查询TXR引脚是否为高电平,若是高电平,表明发送存储器已空;此时置ENTX引脚为低电平可停止发送数据,并把要发送的数据写到16位数据总线上。之后,若要发送数据字1,则置LD1为低,LD2为高;若发送数据字2,则置LD1为高,LD2为低此时再查询TXR引脚是否为低电平,若为低电平,表明发送数据已装载到存储器中,此时再置ENTX引脚为高电平即可发送数据。
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