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硬件设计过程中,器件应注意筛选,在布线和安排时,注意制作技术和装配技术,以克服电气干扰。下面就是具体的硬件设计:在单片配备8位液晶显示器,2×4的键盘,8KB的存储器。输入/输出都采用光电隔离,每一路输出还经过功率放大。 (1)PSoC微控制器 PSoC微控制器控制系统中最主要的部件,它完成对输入信号的判断和逻辑运算,产生时序控制信号,对PSoC微控制器的配置可以通过其系统提供的IDE集成开发平台上的图形化工具来完成。选择本控制系统所需的计时器、放大器、液晶等功能模块,配置其内部参数,指定其输入与输出关系,主、输出引脚。在全局变量部分要配置CPU的工作频率、系统时钟、中断、电荷泵以及其它特性,以此完成PSoC微控制器片内配置。 (2)存储器 存储器用来存储工作参数和用户应用程序。随机存储器有动态随机存储器DRAM和静态随机存储器SRAM两种。DRAM虽然价格低,但它需要不断刷新。PSoC单片机没有刷新功能,为了使用DRAM,不得不增加刷新电路。这样总的价格并不低,且使电路复杂化,可靠性降低,因此本系统中采用SRAM——6264。 当6264的CE1为高电平或CE2为怦时时,6264处于低功耗的保持状态,此时流过的电源电流为维持电流,只有μ**。在保持状态的情况下,VCC可降至3V左右,内部所存储数据不会丢失。由此可见,只要在掉电之后保持CE1为高,并保持VCC大于3V,就可保持RAM中所存储数据不变,且消耗VCC的电流很小。由此可以建立数据存储保护电路。 (3)液晶模块 字符型液晶显示模块是一类专用于显示字母、数字、符号等的点阵型液晶显示模块。字符型液晶显示驱动控制器广泛应用于字符型液晶显示模块上。目前PSoC微控制器内液晶模块仅支持HD44780U显示驱动控制器。 (4)输入电路 单片机只能接受0~5的逻辑电路平信号,而现场工作信号是按钮、行程开关。输入电路完成电平转换任务,同时为了系统的安全和可靠,还要考虑信号的滤波和隔离问题。 本系统采用的是光电隔离及电平转换电路。光电耦合器以光电转换原理传输信息,它不仅使信息发出端(收侧)与信息接收并输出端(二次侧)是电绝缘的,从而对地电位差干扰有很强的抑制能力,而且有很强的抑制电磁干扰能力,且速度高、价格低、接口简单,因而得到广泛的应用。光电耦合器的一次侧都是发光二极管,但是二次侧侧则有多种结构,如光敏二极管、光敏晶体管等,因而就有二极管-二极管光电耦全器、二极管一晶体管光电耦全器等多种型号的光电耦全器。本系统选用TPL521-4,它在同一个封装内4个相同而独立的光电耦合器。TPL521主要用于工业控制中,其速度不高。 (5)输出电路 输出电路主要包括两部分:一是隔离,二是功率放大。在顺序控制系统中,单片机输出的控制信号常用来控制继电器等执行机构,它们需要较大的功率,因此输出信号需要光隔离和放大后才输出到执行机构。
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