專利名稱：一種基于單片機(jī)的雙輸入bcd編碼器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及編碼器，特別是應(yīng)用于變電站有載調(diào)壓變壓器的檔位監(jiān)測(cè)以及工業(yè)IO 監(jiān)視接口的雙輸入B⑶編碼器。
背景技術(shù)：
通過查閱國內(nèi)的相關(guān)資料及市場(chǎng)調(diào)研，目前市場(chǎng)上的BCD編碼器存在以下缺陷， I、電源問題采用開關(guān)電源，開關(guān)電源成本低，抗干擾、雷擊、浪涌能力差；2、存在17檔和19 檔不能靈活轉(zhuǎn)換問題，目前常采用“飛線”方式實(shí)現(xiàn)檔制轉(zhuǎn)換，不滿足工藝要求，容易造成發(fā)熱、脫落導(dǎo)致編碼錯(cuò)誤；3、繼電器接點(diǎn)容量小，檔調(diào)節(jié)稍微頻繁接點(diǎn)容易射弧。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種抗干擾性好、具有輸入電壓浪涌吸收功能的基于單片機(jī)的雙輸入B⑶編碼器。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種基于單片機(jī)的雙輸入B⑶編碼器，包括電源， 單片機(jī)，與單片機(jī)連接的17檔或者19檔輸入通道，該17檔輸入通道為17檔輸入端子連接編碼電路后形成五個(gè)輸出端OUTl、0UT2、0UT3、0UT4和0UT5 ；17檔通道的五個(gè)輸出端子 DOl 'D02 z、D03 'D04 ,和D05 ';該19檔輸入通道為19檔輸入端子連接編碼電路后同樣形成五個(gè)輸出端0UT1、0UT2、0UT3、0UT4和0UT5 ；19檔通道的五個(gè)輸出端子D01、D02、 D03、D04和D05 ;所述電源為線性電源110V交流電連接變壓器BYQ初級(jí)線圈，變壓器次級(jí)線圈的兩個(gè)輸出端分別與整流器Dl的1、2腳連接，電解電容CEl與電容Cl并聯(lián)，且電解電容CEl正極接于整流器Dl的4腳，電解電容CEl負(fù)極接于整流器Dl的3腳，電解電容CE2 與電容C2并聯(lián)，且電解電容CE2負(fù)極接于整流器Dl的3腳，電解電容CE2正極接于穩(wěn)壓二極管D2正極以及整流器Dl的3腳，穩(wěn)壓二極管D2負(fù)極以及穩(wěn)壓芯片LM7812的I腳均接于整流器Dl的4腳，LM7812的2腳接于整流器Dl的3腳，LM7812的3腳串接瞬變抑制管 VRl后接地。還具有兩位數(shù)碼管SMGl。兩位數(shù)碼管SMGl與所述單片機(jī)連接。上述單片機(jī)的型號(hào)為STC11F02-351-PDIP20。上述17檔輸入通道和19檔輸入通道同時(shí)具有；17檔輸入通道的五個(gè)輸出端 0UT1、0UT2、0UT3、0UT4 和 0UT5 分別連接繼電器 JDQl '、JDQ2 '、JDQ3 '、JDQ4 '和 JDQ5 ' 后接地；所述17檔輸入通道的五個(gè)輸出端子DOl ' D02 ' D03 ' D04 '和D05 '逐一與公共端COM '之間分別連接繼電器JDQ1、JDQ2、JDQ3、JDQ4和JDQ5的常開接點(diǎn)；19檔輸入通道的五個(gè)輸出端0UT1、0UT2、0UT3、0UT4和0UT5分別連接繼電器JDQ1、JDQ2、JDQ3、JDQ4 和JDQ5后接地；所述19檔輸入通道的五個(gè)輸出端子D01、D02、D03、D04和D05逐一與公共端COM之間分別連接繼電器JDQ1、JDQ2、JDQ3、JDQ4和JDQ5的常開接點(diǎn)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)
I、使用二極管矩陣編碼方式BCD-M編碼器采用二極管矩陣編碼方式，這種編碼電路編碼穩(wěn)定可靠。使用的二極管具有1000V反相擊穿電壓，可以很好的抵抗輸入信號(hào)線引入的沖擊電壓。編碼電路的供電部分設(shè)計(jì)有瞬變電壓抑制器，可以很好的保護(hù)編碼器內(nèi)部電源。2、使用線性電源=BCD-M編碼器內(nèi)部電源部分仍然采用傳統(tǒng)的變壓器+穩(wěn)壓集成電路的線性電源。BCD-M編碼器沒有采用開關(guān)電源。BCD-M編碼器一般是安裝在主變壓器附近，以縮短編碼器輸入端信號(hào)線的長度。主變檔位輸出信號(hào)線最多會(huì)有20根，所以會(huì)采用檔位編碼器對(duì)主變的輸出信號(hào)重新編碼，以減少主變檔位信號(hào)到主控室的導(dǎo)線數(shù)量。編碼后的導(dǎo)線數(shù)量減少到6根。基于這個(gè)原因都要求編碼器與主變就近安裝，可以盡量減少布線難度和成本。但這樣安裝對(duì)編碼器的可靠性要求很高。主要是因?yàn)橹髯兏浇泻軓?qiáng)的電磁場(chǎng)，特別是主變檔位切換時(shí)會(huì)在編碼器的電源輸入線和輸入信號(hào)線上感應(yīng)出很高的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，會(huì)對(duì)編碼器的內(nèi)部電源產(chǎn)生輸入電壓浪涌沖擊。BCD-M編碼器在輸入供電電路上設(shè)計(jì)有浪涌吸收裝置，并且采用配有輸入變壓器的線性電源，可以比開關(guān)電源更能承受連續(xù)的輸入浪涌電壓沖擊。而且線性電源結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，比開關(guān)電源元器件的數(shù)量少，具有更高的可靠性。3、數(shù)碼管顯示當(dāng)前檔位B⑶-M編碼器在正面設(shè)計(jì)有兩位數(shù)碼管，用來顯示當(dāng)前主變檔位。比老型號(hào)使用發(fā)光二極管顯示更直觀。數(shù)碼管使用一片高抗干擾的單片機(jī)驅(qū)動(dòng)。 單片機(jī)配有看門狗電路，可以有效防止程序跑飛。數(shù)碼管檔位顯示電路只是被動(dòng)的接受二極管矩陣編碼電路輸出的編碼信號(hào)，不會(huì)對(duì)主變檔位編碼輸出信號(hào)產(chǎn)生任何影響。4、改變接線位置就可以分別實(shí)現(xiàn)17檔和19檔編碼老型號(hào)的編碼器當(dāng)需要改變編碼輸出方式時(shí)需要打開機(jī)殼設(shè)置跳線。BCD-M編碼器采用全新的設(shè)計(jì)，當(dāng)需要輸出不同的主變檔位編碼時(shí)只需要改變主變檔位信號(hào)的接入位置，而不需要在現(xiàn)場(chǎng)打開編碼器的外殼設(shè)置跳線，方便了用戶的使用。而且避免了跳線接觸不良而導(dǎo)致輸出編碼錯(cuò)誤。5、在保證裝置可靠性的前提下縮小了裝置的體積在保證編碼器可靠性的前提下，通過合理的結(jié)構(gòu)和電路設(shè)計(jì)，使用優(yōu)質(zhì)和特別定制的元器件使得編碼器的體積比老型號(hào)縮小了一半。而可靠性卻得到了提高。6、安裝方便，結(jié)構(gòu)牢固=BCD-M檔位編碼器配有安裝架，可以方便的安裝在標(biāo)準(zhǔn) 35mmDIN導(dǎo)軌上。鋁合金外殼設(shè)計(jì)使得編碼器結(jié)構(gòu)牢固，散熱良好。7、兩組編碼輸出兩組編碼輸出的設(shè)計(jì)可以將主變的檔位編碼信號(hào)隔離的輸出給兩個(gè)不同的設(shè)備?；蛘呤褂靡唤M，另一組作為備用。也可以將兩組輸出并聯(lián)，以提高編碼輸出的可靠性。8、繼電器隔離輸出BCD-M編碼器采用繼電器來隔離輸入和輸出信號(hào)。隔離電壓 2000V。有效的保護(hù)了后端的數(shù)采設(shè)備。


圖I是單片機(jī)及數(shù)碼管顯示電路圖。圖1-1是圖I所示電路的+5V工作電源(由+12VDC轉(zhuǎn)換)電路圖。圖2是線性電源電路圖。圖3是19檔輸入端子及其五個(gè)輸出端子和17檔輸入端子及其五個(gè)輸出端子的接線圖(圖中L，N指交流電源火線與零線)。
圖3-1是圖3所示與19檔輸入端子連接的編碼電路圖。圖3-2是圖3所示19檔的五個(gè)輸出端子與五個(gè)繼電器的電路圖。圖3-3是圖3所示17檔的五個(gè)輸出端子與另外五個(gè)繼電器的電路圖。
具體實(shí)施例方式圖2示出，本發(fā)明包括電源，單片機(jī)，與單片機(jī)連接的17檔或者19檔輸入通道，該 17檔輸入通道為17檔輸入端子連接編碼電路后形成五個(gè)輸出端OUTl、0UT2、0UT3、0UT4 和0UT5 ; 17檔通道的五個(gè)輸出端子DOl '、D02 '、D03 '、D04 '和D05 ';該19檔輸入通道為19檔輸入端子連接編碼電路后同樣形成五個(gè)輸出端0UT1、0UT2、0UT3、0UT4和0UT5 ；19 檔通道的五個(gè)輸出端子D01、D02、D03、D04和D05 ;電源為線性電源(輸入110VAC 220VAC 均可)110V交流電(火線和零線之間連接有瞬變抑制管VR2)連接變壓器BYQ初級(jí)線圈，變壓器次級(jí)線圈的兩個(gè)輸出端分別與整流器Dl的1、2腳連接，電解電容CEl與電容Cl并聯(lián)， 且電解電容CEl正極接于整流器Dl的4腳，電解電容CEl負(fù)極接于整流器Dl的3腳，電解電容CE2與電容C2并聯(lián)，且電解電容CE2負(fù)極接于整流器Dl的3腳，電解電容CE2正極接于穩(wěn)壓二極管D2正極以及整流器Dl的3腳，穩(wěn)壓二極管D2負(fù)極以及穩(wěn)壓芯片LM7812的I 腳均接于整流器Dl的4腳，LM7812的2腳接于整流器Dl的3腳，LM7812的3腳串接瞬變抑制管VRl (抗雷擊)后接地(三相交流電分別與變壓器BYQ的三個(gè)初級(jí)線圈連接，圖2中， 整流器Dl型號(hào)為2KBP10)。圖3示出，還具有兩位數(shù)碼管SMG1。兩位數(shù)碼管SMGl與所述單片機(jī)連接。單片機(jī)型號(hào)為STC11F02-351-PDIP20。17檔輸入通道和19檔輸入通道同時(shí)具有；17檔輸入通道的五個(gè)輸出端0UT1、0UT2、0UT3、0UT4和0UT5分別連接繼電器JDQl '、JDQ2 '、JDQ3 '、 JDQ4 '和JDQ5 '后接地；所述17檔輸入通道的五個(gè)輸出端子DOl '、D02 '、D03 '、D04 ' 和D05 '逐一與公共端COM之間分別連接繼電器JDQ1、JDQ2、JDQ3、JDQ4和JDQ5的常開接點(diǎn)；19檔輸入通道的五個(gè)輸出端0UT1、0UT2、0UT3、0UT4和0UT5分別連接繼電器JDQ1、 JDQ2、JDQ3、JDQ4和JDQ5后接地；所述19檔輸入通道的五個(gè)輸出端子DOl、D02、D03、D04 和D05逐一與公共端COM之間分別連接繼電器JDQ1、JDQ2、JDQ3、JDQ4和JDQ5的常開接點(diǎn) (參見圖3-1、圖3-2和圖3-3)。
權(quán)利要求
1.一種基于單片機(jī)的雙輸入B⑶編碼器，包括，電源，單片機(jī)，與單片機(jī)連接的17檔或者19檔輸入通道，該17檔輸入通道為17檔輸入端子連接編碼電路后形成五個(gè)輸出端 0UT1、0UT2、0UT3、0UT4 和 0UT5 ；17 檔通道的五個(gè)輸出端子 DOl ,、D02、D03、D04 , 和D05 ^ ;該19檔輸入通道為19檔輸入端子連接編碼電路后同樣形成五個(gè)輸出端0UT1、 0UT2、0UT3、0UT4和0UT5 ； 19檔通道的五個(gè)輸出端子D01、D02、D03、D04和D05 ;其特征是， 所述電源為線性電源110V交流電連接變壓器BYQ初級(jí)線圈，變壓器次級(jí)線圈的兩個(gè)輸出端分別與整流器Dl的1、2腳連接，電解電容CEl與電容Cl并聯(lián)，且電解電容CEl正極接于整流器Dl的4腳，電解電容CEl負(fù)極接于整流器Dl的3腳，電解電容CE2與電容C2并聯(lián)， 且電解電容CE2負(fù)極接于整流器Dl的3腳，電解電容CE2正極接于穩(wěn)壓二極管D2正極以及整流器Dl的3腳，穩(wěn)壓二極管D2負(fù)極以及穩(wěn)壓芯片LM7812的I腳均接于整流器Dl的 4腳，LM7812的2腳接于整流器Dl的3腳，LM7812的3腳串接瞬變抑制管VRl后接地。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于單片機(jī)的雙輸入BCD編碼器，其特征是，還具有兩位數(shù)碼管SMGl ;兩位數(shù)碼管SMGl與所述單片機(jī)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于單片機(jī)的雙輸入BCD編碼器，其特征是，所述單片機(jī)的型號(hào)為 STC11F02-351-PDIP20。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于單片機(jī)的雙輸入BCD編碼器，其特征是，所述17檔輸入通道和19檔輸入通道同時(shí)具有；17檔輸入通道的五個(gè)輸出端OUTl、0UT2、0UT3、0UT4 和0UT5分別連接繼電器JDQl ,、JDQ2 ,、JDQ3 ,、JDQ4 ,和JDQ5 ,后接地；所述17檔輸入通道的五個(gè)輸出端子DOl '、D02 '、D03 '、D04 '和D05 '逐一與公共端COM '之間分別連接繼電器JDQl、JDQ2、JDQ3、JDQ4和JDQ5的常開接點(diǎn)；19檔輸入通道的五個(gè)輸出端OUTl、 0UT2、0UT3、0UT4 和 0UT5 分別連接繼電器 JDQ1、JDQ2、JDQ3、JDQ4 和 JDQ5 后接地；所述 19 檔輸入通道的五個(gè)輸出端子DOl、D02、D03、D04和D05逐一與公共端COM之間分別連接繼電器JDQ1、JDQ2、JDQ3、JDQ4和JDQ5的常開接點(diǎn)。
全文摘要
一種基于單片機(jī)的雙輸入BCD編碼器，屬用于變電站有載調(diào)壓變壓器的檔位監(jiān)測(cè)的BCD編碼器。同時(shí)與單片機(jī)連接的17檔和19檔輸入通道，二者分別連接編碼電路后形成五個(gè)輸出端OUT1、OUT2、OUT3、OUT4和OUT5；工作電源采用線性電源，它由110V交流電經(jīng)變壓器變壓、整流器整流，再經(jīng)濾波、穩(wěn)壓后供本編碼器使用。本發(fā)明具有抗干擾、抗雷擊、抗浪涌等功能，使編碼器工作更為穩(wěn)定。
文檔編號(hào)G05B19/042GK102591234SQ20121003773
公開日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2012年2月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月20日
發(fā)明者嚴(yán)勇, 劉彥琴, 劉翔宇, 張華強(qiáng) 申請(qǐng)人:成都電業(yè)局