專利名稱：一種單片機(jī)防誤動(dòng)驅(qū)動(dòng)方法及電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種單片機(jī)驅(qū)動(dòng)領(lǐng)域，特別是一種磁保持繼電器驅(qū)動(dòng)電路及方法。
背景技術(shù)：
單相電子式載波電能表中，運(yùn)用51單片機(jī)+推挽驅(qū)動(dòng)電路來(lái)驅(qū)動(dòng)磁保持繼電器。 發(fā)現(xiàn)有上電時(shí)磁保持繼電器的誤動(dòng)作現(xiàn)象，造成單相電子式載波電能表性能不穩(wěn)定。分析原因，發(fā)現(xiàn)51系列單片機(jī)(CPU)在剛上電時(shí)，程序尚未運(yùn)行起來(lái)時(shí)，IO 口電壓還不受控制，而隨電源電壓上升而上升；加上推挽電路所用三極管放大倍數(shù)的差異，會(huì)導(dǎo)致磁保持繼電器驅(qū)動(dòng)線圈兩端有電壓差，從而造成磁保持繼電器誤動(dòng)作。所以，在單片機(jī)程序未運(yùn)行時(shí)的IO 口電壓波動(dòng)是造成單片機(jī)所驅(qū)動(dòng)的執(zhí)行元件誤動(dòng)的主要原因。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種單片機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的防誤動(dòng)的驅(qū)動(dòng)控制方法，用以解決在單片機(jī)程序未運(yùn)行時(shí)的IO 口電壓波動(dòng)導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)異常的問(wèn)題。另外，本發(fā)明還提供一種利用這種方法的驅(qū)動(dòng)電路。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的方法方案是一種單片機(jī)防誤動(dòng)驅(qū)動(dòng)方法，通過(guò)測(cè)試單片機(jī)的電源電壓，判斷單片機(jī)程序是否已經(jīng)運(yùn)行，僅在單片機(jī)程序已運(yùn)行后，才接通執(zhí)行元件的電源。當(dāng)單片機(jī)電源電壓高于一個(gè)閥值Ul時(shí)，接通執(zhí)行元件的電源；所述Ul不小于單片機(jī)程序能夠運(yùn)行的電壓。所述單片機(jī)為51單片機(jī)。本發(fā)明的電路方案是一種驅(qū)動(dòng)電路，包括用于驅(qū)動(dòng)執(zhí)行元件的執(zhí)行驅(qū)動(dòng)電路，以及控制連接執(zhí)行驅(qū)動(dòng)電路的單片機(jī)，執(zhí)行驅(qū)動(dòng)電路與其執(zhí)行驅(qū)動(dòng)電路電源之間串設(shè)有一個(gè)電子開(kāi)關(guān)，該電子開(kāi)關(guān)的控制端通過(guò)一個(gè)判斷電路連接單片機(jī)電源，所述判斷電路通過(guò)采樣單片機(jī)電源電壓判斷單片機(jī)程序是否已經(jīng)運(yùn)行，在單片機(jī)上電但單片機(jī)程序未運(yùn)行時(shí)， 電子開(kāi)關(guān)斷開(kāi)執(zhí)行驅(qū)動(dòng)電路的電源，在單片機(jī)程序已運(yùn)行后，電子開(kāi)關(guān)接通執(zhí)行驅(qū)動(dòng)電路的電源。所述電子開(kāi)關(guān)為PNP型的三極管，三極管射極連接所述執(zhí)行驅(qū)動(dòng)電路電源，集電極連接執(zhí)行驅(qū)動(dòng)電路，基極為所述電子開(kāi)關(guān)的控制端。所述判斷電路為串聯(lián)穩(wěn)壓電路，包括在所述單片機(jī)電源與地之間依次串聯(lián)的偏置電阻(Rl)與穩(wěn)壓管(D1)，穩(wěn)壓管(Dl)負(fù)極連接所述偏置電阻(Rl)；穩(wěn)壓管(Dl)負(fù)極連接所述電子開(kāi)關(guān)的控制端。所述穩(wěn)壓管(Dl)正極與地之間還串設(shè)有限流電阻(R4)。所述執(zhí)行驅(qū)動(dòng)電路為推挽驅(qū)動(dòng)電路。所述執(zhí)行驅(qū)動(dòng)電路的輸出端連接有雙穩(wěn)壓管保護(hù)電路(D2 )。
所述單片機(jī)為51單片機(jī)。本發(fā)明的方案利用電子開(kāi)關(guān)限制驅(qū)動(dòng)元件與電源的連接，當(dāng)單片機(jī)程序未運(yùn)行時(shí)切斷執(zhí)行元件的電源，從而起到了防誤動(dòng)的作用。電路簡(jiǎn)單可靠，工作穩(wěn)定。


圖1是本發(fā)明的原理框圖2是本發(fā)明的磁保持繼電器驅(qū)動(dòng)電路框圖； 圖3是本發(fā)明的磁保持繼電器驅(qū)動(dòng)電路原理圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。方法實(shí)施例
一種單片機(jī)防誤動(dòng)驅(qū)動(dòng)方法，通過(guò)測(cè)試單片機(jī)的電源電壓，判斷單片機(jī)程序是否已經(jīng)運(yùn)行，僅在單片機(jī)程序已運(yùn)行后，才接通執(zhí)行元件的電源。當(dāng)單片機(jī)電源電壓高于一個(gè)閥值 Ul時(shí)，接通執(zhí)行元件的電源；所述Ul不小于單片機(jī)程序能夠運(yùn)行的電壓。所述單片機(jī)為51 單片機(jī)。電路實(shí)施例
實(shí)施例1
如圖1為一種單片機(jī)防誤動(dòng)驅(qū)動(dòng)電路，基于上述方法，該電路包括用于驅(qū)動(dòng)執(zhí)行元件的執(zhí)行驅(qū)動(dòng)電路，以及控制連接執(zhí)行驅(qū)動(dòng)電路的單片機(jī)，執(zhí)行驅(qū)動(dòng)電路與其執(zhí)行驅(qū)動(dòng)電路電源之間串設(shè)有一個(gè)電子開(kāi)關(guān)，該電子開(kāi)關(guān)的控制端通過(guò)一個(gè)判斷電路連接單片機(jī)電源。 上述的執(zhí)行驅(qū)動(dòng)電路電源與單片機(jī)電源可以是同一個(gè)電源，當(dāng)然也可以不同。判斷電路主要用來(lái)判斷單片機(jī)電源電壓是否達(dá)到了設(shè)定值，設(shè)定值需要稍大于單片機(jī)能夠運(yùn)行的電壓。圖中執(zhí)行驅(qū)動(dòng)電路可以根據(jù)執(zhí)行元件的不同進(jìn)行選擇。判斷電路也有多種實(shí)施方式， 如利用穩(wěn)壓管的串聯(lián)穩(wěn)壓電路，利用比較器的比較電路等，由于對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，這些替換都是慣用技術(shù)手段，所以不再贅述。實(shí)施例2
在圖2中，執(zhí)行驅(qū)動(dòng)電路為推挽驅(qū)動(dòng)電路，判斷電路為串聯(lián)穩(wěn)壓電路，執(zhí)行元件是磁保持繼電器，CPU是51單片機(jī)。本實(shí)施例中，推挽電路的電源與單片機(jī)電源為同一個(gè)直流電源，如果不是采用同一個(gè)電源，應(yīng)注意判斷電路采樣的是單片機(jī)電源電壓。電路具體介紹如下
直流電源經(jīng)電子開(kāi)關(guān)為推挽電路左橋臂、推挽電路右橋臂提供電源，推挽電路左橋臂、 推挽電路右橋臂在CPU的控制下為繼電器線圈提供換向電流，從而驅(qū)動(dòng)磁保持繼電器閉合或斷開(kāi)。由于繼電器線圈為感性，流經(jīng)繼電器線圈的電流不能突變，所以就由保護(hù)電路來(lái)提供續(xù)流，防止擊穿推挽電路左右橋臂。在剛上電，直流電源的電壓上升到CPU程序運(yùn)行起來(lái)之前，電子開(kāi)關(guān)自動(dòng)處于斷開(kāi)狀態(tài)，推挽電路左橋臂，推挽電路右橋臂無(wú)電源，無(wú)論CPU的IO 口為何種狀態(tài)，繼電器線圈兩端均無(wú)電壓差，這樣，繼電器就不會(huì)誤動(dòng)作。而當(dāng)直流電源的電壓上升到一定幅值、CPU 程序運(yùn)行起來(lái)后，程序立即將與推挽電路左橋臂、推挽電路右橋臂相連接的IO 口均轉(zhuǎn)換為低電平，這樣，整個(gè)電路就進(jìn)入了由CPU控制的正常工作狀態(tài)。如圖3，VHH是直流電源，為繼電器線圈和CPU提供電源；Q1、Rl、D1、R4組成電子開(kāi)關(guān)，其中Ql為PNP型三極管，Rl為偏置電阻，Dl為穩(wěn)壓管，穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值要稍高于CPU 程序能運(yùn)行起來(lái)的啟動(dòng)電壓，R4為限流電阻。當(dāng)VHH直流電源的電壓低于穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值時(shí)，穩(wěn)壓管不導(dǎo)通，Ql三極管的基極無(wú)電流流過(guò)，Ql三極管處于截止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)VHH直流電源的電壓高于穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值時(shí)，穩(wěn)壓管導(dǎo)通，Ql三極管的基極有電流流過(guò)，Ql三極管處于飽和導(dǎo)通狀態(tài)；Q2、R2、Q4、R6組成推挽電路左橋臂；Q3、R3、Q5、R5組成推挽電路右橋臂； Ll為繼電器線圈；D2是保護(hù)電路，選用雙向穩(wěn)壓管，為繼電器線圈提供續(xù)流。CPU為51系列 CPU.
在剛上電，直流電源電壓低于穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值時(shí)，電子開(kāi)關(guān)處于斷開(kāi)狀態(tài)，推挽電路左橋臂、推挽電路右橋臂無(wú)電源供應(yīng)，繼電器不會(huì)誤動(dòng)作。當(dāng)直流電源的電壓上升到超過(guò)穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值時(shí)，電子開(kāi)關(guān)自動(dòng)接通，此時(shí)CPU程序已運(yùn)行起來(lái)，運(yùn)行起來(lái)的程序首先將與推挽電路左橋臂、推挽電路右橋臂相連接的兩個(gè)IO 口均轉(zhuǎn)換為低電平，此時(shí)Q2、Q4、Q3、Q5三極管均處于截止?fàn)顟B(tài)，繼電器線圈無(wú)電流流過(guò)，于是，電路就進(jìn)入了正常的工作狀態(tài)。當(dāng)需要斷開(kāi)繼電器觸點(diǎn)的操作時(shí)，CPU與推挽電路左橋臂連接的IO 口輸出高電平、與推挽電路右橋臂連接的IO 口輸出低電平，Q2、Q4三極管導(dǎo)通，Q3、Q5三極管截止，繼電器線圈Ll的電流由2端流向1端，經(jīng)過(guò)一定時(shí)間延時(shí)后，繼電器動(dòng)作完成，繼電器觸點(diǎn)就處于斷開(kāi)狀態(tài)， 然后程序?qū)PU與推挽電路左橋臂連接的IO 口、與推挽電路右橋臂連接的IO 口均轉(zhuǎn)換為低電平，操作完成。當(dāng)需要閉合繼電器觸點(diǎn)的操作時(shí)，CPU與推挽電路左橋臂連接的IO 口輸出低電平、與推挽電路右橋臂連接的IO 口輸出高電平，Q2、Q4三極管截止，Q3、Q5三極管導(dǎo)通，繼電器線圈Ll的電流由1端流向2端，經(jīng)過(guò)一定時(shí)間延時(shí)后，繼電器動(dòng)作完成，繼電器觸點(diǎn)就處于閉合狀態(tài)，然后程序?qū)PU與推挽電路左橋臂連接的IO 口、與推挽電路右橋臂連接的IO 口均轉(zhuǎn)換為低電平，操作完成。將繼電器線圈與推挽電路左橋臂、推挽電路右橋臂之間的連接進(jìn)行交換，操作繼電器，斷開(kāi)就變?yōu)殚]合，閉合就變?yōu)閿嚅_(kāi)。在型號(hào)為DDSI566單相電子式載波電能表中，運(yùn)用本發(fā)明的電路來(lái)驅(qū)動(dòng)磁保持繼電器。在大批量生產(chǎn)過(guò)程中，尚未發(fā)現(xiàn)在剛上電時(shí)磁保持繼電器的誤動(dòng)作現(xiàn)象，單相電子式載波電能表性能穩(wěn)定，達(dá)到預(yù)期效果。
權(quán)利要求
1.一種單片機(jī)防誤動(dòng)驅(qū)動(dòng)方法，其特征在于，通過(guò)測(cè)試單片機(jī)的電源電壓，判斷單片機(jī)程序是否已經(jīng)運(yùn)行，僅在單片機(jī)程序已運(yùn)行后，才接通執(zhí)行元件的電源。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單片機(jī)防誤動(dòng)驅(qū)動(dòng)方法，其特征在于，當(dāng)單片機(jī)電源電壓高于一個(gè)閥值Ul時(shí)，接通執(zhí)行元件的電源；所述Ul不小于單片機(jī)程序能夠運(yùn)行的電壓。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種單片機(jī)防誤動(dòng)驅(qū)動(dòng)方法，其特征在于，所述單片機(jī)為 51單片機(jī)。
4.一種如權(quán)利要求1所述方法的驅(qū)動(dòng)電路，包括用于驅(qū)動(dòng)執(zhí)行元件的執(zhí)行驅(qū)動(dòng)電路， 以及控制連接執(zhí)行驅(qū)動(dòng)電路的單片機(jī)，其特征在于，執(zhí)行驅(qū)動(dòng)電路與其執(zhí)行驅(qū)動(dòng)電路電源之間串設(shè)有一個(gè)電子開(kāi)關(guān)，該電子開(kāi)關(guān)的控制端通過(guò)一個(gè)判斷電路連接單片機(jī)電源，所述判斷電路通過(guò)采樣單片機(jī)電源電壓判斷單片機(jī)程序是否已經(jīng)運(yùn)行，在單片機(jī)上電但單片機(jī)程序未運(yùn)行時(shí)，電子開(kāi)關(guān)斷開(kāi)執(zhí)行驅(qū)動(dòng)電路的電源，在單片機(jī)程序已運(yùn)行后，電子開(kāi)關(guān)接通執(zhí)行驅(qū)動(dòng)電路的電源。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，所述電子開(kāi)關(guān)為PNP型的三極管，三極管射極連接所述執(zhí)行驅(qū)動(dòng)電路電源，集電極連接執(zhí)行驅(qū)動(dòng)電路，基極為所述電子開(kāi)關(guān)的控制端。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，所述判斷電路為串聯(lián)穩(wěn)壓電路，包括在所述單片機(jī)電源與地之間依次串聯(lián)的偏置電阻(Rl)與穩(wěn)壓管(D1)，穩(wěn)壓管(Dl)負(fù)極連接所述偏置電阻(Rl)；穩(wěn)壓管(Dl)負(fù)極連接所述電子開(kāi)關(guān)的控制端。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，所述穩(wěn)壓管(Dl)正極與地之間還串設(shè)有限流電阻(R4)。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，所述執(zhí)行驅(qū)動(dòng)電路為推挽驅(qū)動(dòng)電路。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，所述執(zhí)行驅(qū)動(dòng)電路的輸出端連接有雙穩(wěn)壓管保護(hù)電路(D2)。
10.根據(jù)權(quán)利要求4-9任一項(xiàng)所述的驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，所述單片機(jī)為51單片機(jī)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種單片機(jī)防誤動(dòng)驅(qū)動(dòng)方法及電路，電路包括用于驅(qū)動(dòng)執(zhí)行元件的執(zhí)行驅(qū)動(dòng)電路，以及控制連接執(zhí)行驅(qū)動(dòng)電路的單片機(jī)，執(zhí)行驅(qū)動(dòng)電路與其執(zhí)行驅(qū)動(dòng)電路電源之間串設(shè)有一個(gè)電子開(kāi)關(guān)，該電子開(kāi)關(guān)的控制端通過(guò)一個(gè)判斷電路連接單片機(jī)電源，所述判斷電路通過(guò)采樣單片機(jī)電源電壓判斷單片機(jī)程序是否已經(jīng)運(yùn)行，在單片機(jī)上電但單片機(jī)程序未運(yùn)行時(shí)，電子開(kāi)關(guān)斷開(kāi)執(zhí)行驅(qū)動(dòng)電路的電源，在單片機(jī)程序已運(yùn)行后，電子開(kāi)關(guān)接通執(zhí)行驅(qū)動(dòng)電路的電源。本發(fā)明的方案利用電子開(kāi)關(guān)限制驅(qū)動(dòng)元件與電源的連接，當(dāng)單片機(jī)程序未運(yùn)行時(shí)切斷執(zhí)行元件的電源，從而起到了防誤動(dòng)的作用。
文檔編號(hào)G05B19/042GK102411322SQ20111035489
公開(kāi)日2012年4月11日 申請(qǐng)日期2011年11月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月10日
發(fā)明者何小輝, 侯高雷, 吳德葆, 孫超亮, 方明義, 杜文龍, 王定國(guó), 王彩霞, 王林, 郭權(quán), 陳新春, 馬永武 申請(qǐng)人:河南許繼儀表有限公司, 許繼集團(tuán)有限公司