隨著電子產(chǎn)品的不斷更新，保險絲作為電子產(chǎn)品保護裝置的關(guān)鍵元件，其市場需求將會一直存在并不斷增長，市場對保險絲的功能將有更多的要求。但是一般的電子保險電路特性并不符合普通保險絲的熔斷特性，其熔斷時間不隨電流的變化而變化。而基于單片機的電子保險絲克服了這一缺點，利用單片機即可對普通保險絲進行模擬，又能具有普通保險絲所沒有的功能。
電子保險絲
1.系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)
系統(tǒng)包括以下幾個電路模塊：STC89C52最小系統(tǒng)模塊，MAX471電流采集模塊、TLC2543 A/D轉(zhuǎn)換模塊、功能選擇模塊、1602液晶顯示模塊、繼電器控制模塊等。
其中，STC89C52最小系統(tǒng)模塊是整個系統(tǒng)的控制核心;MAX471電流采集模塊負責(zé)采集外圍電路電流;TLC2543 A/D轉(zhuǎn)換模塊負責(zé)將MAX471采集到的電流值進行模數(shù)轉(zhuǎn)換傳給單片機;功能選擇模塊用四個按鍵實現(xiàn)，三個檔位鍵(0.3A,5S;0.4A,1S;2A,0.5S通過軟件可對三個檔進行設(shè)置)，一個功能復(fù)位鍵;1602液晶顯示模塊將采集到的電流值實時顯示出來，并顯示所選的檔位的相關(guān)數(shù)值;繼電器控制模塊根據(jù)單片機的控制對外圍電路進行通、斷控制。系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。
圖1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)框圖
2.硬件設(shè)計
2.1STC89C52單片機最小系統(tǒng)
STC89C52是STC公司生產(chǎn)的一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系統(tǒng)可編程Flash存儲器。STC89C52使用經(jīng)典的MCS-51內(nèi)核，但做了很多的改進使得芯片具有傳統(tǒng)51單片機不具備的功能。在單芯片上，擁有靈巧的8位CPU和在系統(tǒng)可編程Flash,使得STC89C52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供靈活、有效的解決方案。
具有以下標準功能：8k 字節(jié)Flash，512字節(jié)RAM ，32位IO口線，看門狗定時器，內(nèi)置4KB EEP-ROM ,MAX810復(fù)位電路，3個16位定時器/計數(shù)器，4個外部中斷，一個7向量4級中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口。最高運作頻率35MHz,本系統(tǒng)選擇11.0592MHz。最小系統(tǒng)電路如圖2所示。
圖2 最小系統(tǒng)電路圖
2.2MAX471電流采樣電路
MAX471是美國MAXIM 公司生產(chǎn)的雙向、精密電流傳感放大器，內(nèi)置35mQ精密傳感電阻，在工作溫度范圍內(nèi)，精度為2% ，可測量電流的上下限為±3A。硬件電路如圖3所示。圖中輸出電阻R，為2KQ的精密電阻，則輸出端OUT端的電壓為VOUT=R5×ITEST×500×10-6V，其中Issr為外圍電路的被測電流。這里只用于直流電路，SIGN端懸空，使用時保證VIN端接高電壓端。
圖3 MAX471電流采樣電路
2.3TLC2543 A/D轉(zhuǎn)換電路
MAX471電流采樣電路輸出的電壓信號由OUT端輸出，需經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換后送單片機，考慮到精度的要求，選用12位的TLC2543。其硬件電路如圖4所示。圖中REF+引腳接+4.096V的電壓，REF-引腳接地。
圖4 TLC2543 A/D轉(zhuǎn)換電路
2.4繼電器控制電路
外圍電路的通斷由繼電器控制，控制電路如圖5所示。當(dāng)檢測到電流超過設(shè)定值和預(yù)定時間后，由單片機的P2.0引腳輸出低電平，控制繼電器斷開外圍電路;當(dāng)再次復(fù)位后外圍電路接通。
圖5 繼電器控制電路
3.軟件設(shè)計
開機后首先通過MAX471采集外圍電路的電流，電流經(jīng)過TLC2543 A/D轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，并在LCD顯示當(dāng)前電流值，當(dāng)外圍電路的電流超出事先設(shè)定好的熔斷電流時，定時器開始定時，達到熔斷時間，繼電器吸合，外圍電路斷開，當(dāng)按下復(fù)位鍵，繼電器復(fù)位，外圍電路恢復(fù)正常工作。具體流程如圖6所示。
圖6 軟件設(shè)計流程圖
結(jié)束語
以上就是基于單片機的電子直流保險絲設(shè)計介紹了。該設(shè)計以STC89C52為控制核心設(shè)計的電子直流保險絲，對外圍直流電路的實時電流進行采集檢測、顯示，并對外圍電路實現(xiàn)控制，從而達到保護的作用。主要優(yōu)點在于可以通過A/D轉(zhuǎn)換器同時采集，實現(xiàn)對多個外圍電路的檢測與保護。本系統(tǒng)達到了簡易保險絲的要求，性能穩(wěn)定可靠，且成本較低。
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