CN101609120B - 一种用于检测电磁阀的智能电源 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于检测电磁阀的智能电源。其技术方案是：在单片机系统的输出端P2.4、P2.5和P2.6分别与继电器电路对应的控制端P2.4、P2.5和P2.6连接，单片机系统的输出端Vout与稳压电路的输入端Vin连接，单片机系统的输出端fout和P3.0分别与频率放大电路对应的输入端fout和P3.0连接；继电器电路的输出端AC1和AC2分别与稳压电路对应的输入端AC1和AC2连接；软件控制模块写入单片机系统的单片机的内部存储器。稳压电路的输出端V_con和频率放大电路的输出端F_con分别与负载对应的两端连接。本发明通过软件编程对硬件进行控制，实现了调频调幅，幅值与频率为线性可调的方波，具有处理速度快、精度高、有记忆功能的特点。
Description
技术领域
本发明属于可调电压幅值和可调频率的智能检测电源。具体涉及一种用于检测电磁阀的智能电源。
背景技术
电源一般是将输出电压取样后再与参考电压一起送入比较电压放大器，此电压放大器的输出作为电压射极跟随调整管的输入，用以控制射极跟随调整管，使其结电压随输入的变化而变化，从而调整其输出电压。
线性电源主要由工频电源变压器、输出整流滤波器、控制电路、保护电路等组成。线性电源是先将220V交流市电经过电源变压器转换成设计电压，再经过整流电路整流滤波得到不稳定的固定直流电压。而要达到高精度的直流电压，就必须经过电压反馈来调整输出电压。这种电源技术很成熟，可以达到很高的稳定度，波纹也很小，而且没有开关电源固有的干扰与噪音。但是它的缺点是输出为单一直流，无法改变输出电压和电流的频率。而信号发生器又无法提供大功率的输出。
目前，很多模拟汽车的供电系统给电磁阀供电大都通过控制继电器通断来实现，达不到实际汽车控制电磁阀工作的要求。
发明内容
本发明旨在克服现有技术缺陷，目的是提供一种电压可调、频率可调、处理速度快、精度高、有记忆功能的用于检测电磁阀的智能电源。
为完成上述目的，本发明所采用的技术方案是：在单片机系统的输出端P2.4、P2.5和P2.6分别与继电器电路对应的控制端P2.4、P2.5和P2.6连接，单片机系统的输出端Vout与稳压电路的输入端Vin连接，单片机系统的输出端fout和P3.0分别与频率放大电路对应的输入端fout和P3.0连接；继电器电路的输出端AC1和AC2分别与稳压电路对应的输入端AC1和AC2连接；软件控制模块写入单片机系统的单片机的内部存储器。
稳压电路的输出端V_con和频率放大电路的输出端F_con分别与负载对应的两端连接。
所述的单片机系统包括单片机、复位电路、晶振、旋钮开关、LCD、记忆模块、MAX543模块、频率产生模块。复位电路的控制端RESET与单片机的输入端RESET连接，晶振的输出端X1和X2分别与单片机对应的输入端X1和X2连接，旋钮开关的输出端K1、K2和K3分别与单片机对应的输入端P3.1、P3.2和P3.3连接，LCD的8位数据输入端DB、写入端WR和使能端E分别与单片机对应的8位数据输出端P0、控制端WR和控制端P3.7连接，记忆模块的控制端SCL和SDA分别与单片机对应的输出端P2.0和P2.1连接，MAX543模块的输入端CLK、SRI和LOAD分别与单片机对应的输出端P2.2、P2.3和P2.7连接，频率产生模块的8位数据输入端DATA、频率控制端FQUD、时钟端w_clk和复位端REST分别与单片机对应的8位数据输出端P1、控制端P3.4、控制端P3.5和控制端P3.6连接。
MAX543模块的输出端Vout与稳压电路的输入端Vin连接；频率产生模块的频率输出端fout与频率放大电路的输入端fout连接，单片机的输出端P2.4、P2.5和P2.6分别与继电器电路对应的控制端P2.4、P2.5和P2.6连接，单片机的输出端P3.0与频率放大电路的输入端P3.0连接。
所述的继电器电路的连接方式是：变压器T1的输入端为～220V。变压器T1的36V端与继电器K1的3脚连接，变压器T1的24V端与继电器K1的2脚连接，变压器T1的12V端与继电器K2的2脚连接，变压器T1的0V端与继电器K2的3脚连接，继电器K3的3脚与继电器K1的1脚连接，继电器K3的2脚与继电器K2的1脚连接，继电器K1、K2和K3的5脚均与+12V端连接，继电器K1、K2和K3的4脚分别与相应的二极管D1、D3和D2的正端连接，二极管D1、D2和D3的负端均与+12V端连接，继电器K1、K2和K3的4脚分别与三极管Q1、Q3和Q2的集电极连接，三极管Q1、Q2和Q3的发射极均接地，三极管Q1、Q2和Q3的基极分别与对应的电阻R1、R2和R3连接。
电阻R1、R2和R3分别与单片机系统中的单片机对应的输出端P2.4、P2.5和P2.6连接；变压器T1的48V端与稳压电路的整流桥的AC1端连接，继电器K3的1脚与稳压电路的整流桥的AC2端连接。
所述稳压电路的连接方式是：整流桥D5的输出正端与电解电容C1的正端连接，整流桥D5的输出负端与电解电容C1的负端和GND连接。
保护二极管D4的正端与输出端V_con连接，保护二极管D4的负端与电解电容C1的正端连接。三极管Q6、Q5和Q4的集电极均与电解电容C1的正端连接，三极管Q7的集电极接+15V端，三极管Q7的基极通过电阻R10与运算放大器U1的脚6连接。三极管Q7的发射极与三极管Q6的基极连接，三极管Q6的发射极与三极管Q5的基极连接，三极管Q5的发射极与三极管Q4的基极连接；保护二极管D4的正端与三极管Q4的发射极连接。
运算放大器U1的脚4和脚7分别与对应的-15V和+15V端连接，运算放大器U1的脚1、脚8分别与电位器R11对应的两端连接，电位器R11的中间端与+15V端连接，运算放大器U1的脚2分别通过电阻R6和电解电容C2的正端与输出端V_con连接，运算放大器U1的脚3通过电阻R7分别与电解电容C3的正端和电阻R8的一端连接，电解电容C3的负端与GND连接。电阻R8的另一端分别与电阻R4和电阻R9的一端连接，电阻R4的另一端与输入端Vin连接，电阻R9的另一端与GND连接；电解电容C4和电阻R5的两端分别与对应的输出端V_con和GND连接。
整流桥D5的两个输入端分别与继电器电路对应的AC1端和AC2端连接；输入端Vin与单片机系统的Vout端连接，输出端V_con与负载的一端连接。
所述的频率放大电路的连接方式是：电位器R12的一端与GND连接，电位器R12的中间端与三极管Q8的基极连接，三极管Q8的发射极与GND连接，三极管Q8的集电极通过上拉电阻R13与+5V端连接，三极管Q8的集电极通过电阻R14与电阻R15的一端、与门芯片U2的脚1和脚2连接。与门芯片U2的脚3、脚4和脚5相互连接，与门芯片U2的脚6、脚9和脚10相互连接，与门芯片U2的脚8、脚12和脚13均与电阻R15的另一端连接，与门芯片U2的脚11通过电阻R16与放大器U3的脚3连接。放大器U3的脚2通过电阻R17接GND，放大器U3的脚2和脚6分别与电位器R19对应的两端连接，电位器R19的中间端与放大器U3的脚2连接，放大器U3的脚1和脚5分别与调零电位器R18对应的两端连接，调零电位器R18的中间端与+15V端连接，放大器U3的脚4和脚7分别与对应的-15V端和+15V端连接，放大器U3的脚6与继电器K4的脚2连接。继电器K4的脚3通过电阻R20与+15V端连接，继电器K4的脚4与二极管D6的正端和三极管Q11的集电极连接，继电器K4的脚5与+12V端和二极管D6的负端连接，继电器K4的脚1与场效应管Q9的栅极连接，继电器K4的脚1通过电阻R21与GND连接。三极管Q11的发射极与GND连接，三极管Q11的基极通过电阻R23与输入端P3.0连接，输入端P3.0通过上拉电阻R24与+5V端连接。场效应管Q9的源级与三极管Q10的基极和电阻R22的一端连接，电阻R22的另一端和三极管Q10的发射极与GND连接，场效应管Q9的漏极和三极管Q10的集电极与输出端F_con连接。
电位器R12的另一端与单片机系统的输出端fout连接，输入端P3.0与单片机系统的输出端P3.0连接，输出端F_con与负载的另一端连接。
所述的软件控制模块主流程是：
S1初始化；
S2开机读取内存中的电压幅值和频率值；
S3计算电压幅值和频率值，通过该值来控制继电器的通断，并且输出控制值；
S4是否有新值设定；
S5若有新值设定，执行S6；若无新值设定，直接执行S5；
S6将新值存储在内存中，执行S3。
由于采用上述方案，本发明的单片机系统，继电器电路，稳压输出电路，频率放大电路和软件控制模块共同作用，根据被检测对象所需要的电压幅值和频率值，单片机系统通过软件编程，对继电器电路，稳压电路和频率放大电路进行控制，实现了调频调幅，输出频率范围0～25kHz，幅值范围0～36V，幅值与频率为线性可调的方波。因此，本发明具有电压可调、频率可调、处理速度快、精度高、有记忆功能、稳定性好和可靠性强的特点，适用于工业生产中特殊产品的检测供电、尤其是适用电磁阀的检测供电。
附图说明
图1是本发明的一种系统结构示意图；
图2是图1中单片机系统的结构示意图；
图3是图1中继电器电路的电路图；
图4是图1中稳压电路的电路图；
图5是图1中频率放大电路的电路图；
图6是本发明的软件控制模块主流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的描述，并非对保护范围的限制：
一种用于检测电磁阀的智能电源。如图1所示：在单片机系统的输出端P2.4、P2.5和P2.6分别与继电器电路对应的控制端P2.4、P2.5和P2.6连接，单片机系统的输出端Vout与稳压电路的输入端Vin连接，单片机系统的输出端fout和P3.0分别与频率放大电路对应的输入端fout和P3.0连接；继电器电路的输出端AC1和AC2分别与稳压电路对应的输入端AC1和AC2连接；软件控制模块写入单片机系统的单片机的内部存储器。
稳压电路的输出端V_con和频率放大电路的输出端F_con分别与负载对应的两端连接。
单片机系统如图2所示：包括单片机、复位电路、晶振、旋钮开关、LCD、记忆模块、MAX543模块、频率产生模块。复位电路的控制端RESET与单片机的输入端RESET连接，晶振的输出端X1和X2分别与单片机对应的输入端X1和X2连接，旋钮开关的输出端K1、K2和K3分别与单片机对应的输入端P3.1、P3.2和P3.3连接，LCD的8位数据输入端DB、写入端WR和使能端E分别与单片机对应的8位数据输出端P0、控制端WR和控制端P3.7连接，记忆模块的控制端SCL和SDA分别与单片机对应的输出端P2.0和P2.1连接，MAX543模块的输入端CLK、SRI和LOAD分别与单片机对应的输出端P2.2、P2.3和P2.7连接，频率产生模块的8位数据输入端DATA、频率控制端FQUD、时钟端w_clk和复位端REST分别与单片机对应的8位数据输出端P1、控制端P3.4、控制端P3.5和控制端P3.6连接。
MAX543模块的输出端Vout与稳压电路的输入端Vin连接；频率产生模块的频率输出端fout与频率放大电路的输入端fout连接，单片机的输出端P2.4、P2.5和P2.6分别与继电器电路对应的控制端P2.4、P2.5和P2.6连接，单片机的输出端P3.0与频率放大电路的输入端P3.0连接。
继电器电路如图3所示：变压器T1的输入端为～220V；变压器T1的36V端与继电器K1的3脚连接，变压器T1的24V端与继电器K1的2脚连接，变压器T1的12V端与继电器K2的2脚连接，变压器T1的0V端与继电器K2的3脚连接。继电器K3的3脚与继电器K1的1脚连接，继电器K3的2脚与继电器K2的1脚连接，继电器K1、K2和K3的5脚均与+12V端连接，继电器K1、K2和K3的4脚分别与相应的二极管D1、D3和D2的正端连接，二极管D1、D2和D3的负端均与+12V端连接，继电器K1、K2和K3的4脚分别与三极管Q1、Q3和Q2的集电极连接，三极管Q1、Q2和Q3的发射极均接地，三极管Q1、Q2和Q3的基极分别与对应的电阻R1、R2和R3连接。
电阻R1、R2和R3分别与单片机系统中的单片机对应的输出端P2.4、P2.5和P2.6连接；变压器T1的48V端与稳压电路的整流桥的AC1端连接，继电器K3的1脚与稳压电路的整流桥的AC2端连接。
稳压电路如图4所示：整流桥D5的输出正端与电解电容C1的正端连接，整流桥D5的输出负端与电解电容C1的负端和GND连接。
保护二极管D4的正端与输出端V_con连接，保护二极管D4的负端与电解电容C1的正端连接。三极管Q6、Q5和Q4的集电极均与电解电容C1的正端连接，三极管Q7的集电极接+15V端，三极管Q7的基极通过电阻R10与运算放大器U1的脚6连接。三极管Q7的发射极与三极管Q6的基极连接，三极管Q6的发射极与三极管Q5的基极连接，三极管Q5的发射极与三极管Q4的基极连接；保护二极管D4的正端与三极管Q4的发射极连接。
运算放大器U1的脚4和脚7分别与对应的-15V和+15V端连接，运算放大器U1的脚1、脚8分别与电位器R11对应的两端连接，电位器R11的中间端与+15V端连接，运算放大器U1的脚2分别通过电阻R6和电解电容C2的正端与输出端V_con连接，运算放大器U1的脚3通过电阻R7分别与电解电容C3的正端和电阻R8的一端连接，电解电容C3的负端与GND连接。电阻R8的另一端分别与电阻R4和电阻R9的一端连接，电阻R4的另一端与输入端Vin连接，电阻R9的另一端与GND连接；电解电容C4和电阻R5的两端分别与对应的输出端V_con和GND连接。
整流桥D5的两个输入端分别与继电器电路对应的AC1端和AC2端连接；输入端Vin与单片机系统的Vout端连接，输出端V_con与负载的一端连接。
频率放大电路如图5所示：电位器R12的一端与GND连接，电位器R12的中间端与三极管Q8的基极连接，三极管Q8的发射极与GND连接，三极管Q8的集电极通过上拉电阻R13与+5V端连接，三极管Q8的集电极通过电阻R14与电阻R15的一端、与门芯片U2的脚1和脚2连接。与门芯片U2的脚3、脚4和脚5相互连接，与门芯片U2的脚6、脚9和脚10相互连接，与门芯片U2的脚8、脚12和脚13均与电阻R15的另一端连接，与门芯片U2的脚11通过电阻R16与放大器U3的脚3连接。放大器U3的脚2通过电阻R17接GND，放大器U3的脚2和脚6分别与电位器R19对应的两端连接，电位器R19的中间端与放大器U3的脚2连接，放大器U3的脚1和脚5分别与调零电位器R18对应的两端连接，调零电位器R18的中间端与+15V端连接，放大器U3的脚4和脚7分别与对应的-15V端和+15V端连接，放大器U3的脚6与继电器K4的脚2连接。继电器K4的脚3通过电阻R20与+15V端连接，继电器K4的脚4与二极管D6的正端和三极管Q11的集电极连接，继电器K4的脚5与+12V端和二极管D6的负端连接，继电器K4的脚1与场效应管Q9的栅极连接，继电器K4的脚1通过电阻R21与GND连接。三极管Q11的发射极与GND连接，三极管Q11的基极通过电阻R23与输入端P3.0连接，输入端P3.0通过上拉电阻R24与+5V端连接。场效应管Q9的源级与三极管Q10的基极和电阻R22的一端连接，电阻R22的另一端和三极管Q10的发射极与GND连接，场效应管Q9的漏极和三极管Q10的集电极与输出端F_con连接。
电位器R12的另一端与单片机系统的输出端fout连接，输入端P3.0与单片机系统的输出端P3.0连接，输出端F_con与负载的另一端连接。
本发明的软件控制模块主流程如图6所示：
S1初始化；
S2开机读取内存中的电压幅值和频率值；
S3计算电压幅值和频率值，通过该值来控制继电器的通断，并且输出控制值；S4是否有新值设定；
S5若有新值设定，执行S6；若无新值设定，直接执行S5；
S6将新值存储在内存中，执行S3。
本实施方式的单片机系统，继电器电路，稳压输出电路，频率放大电路和软件控制模块共同作用，根据被检测对象所需要的电压幅值和频率值，单片机系统通过软件编程，对继电器电路，稳压电路和频率放大电路进行控制，实现了调频调幅，输出频率范围0Hz～25kHz，幅值范围0～36V，幅值与频率为线性可调的方波，是一种电压可调、频率可调、处理速度快、精度高、有记忆功能的电源。本发明适用于工业生产中特殊产品的检测供电、尤其是电磁阀检测的供电，稳定性好、可靠性强。
Claims (4)
1.一种用于检测电磁阀的智能电源，其特征是在单片机系统的输出端P2.4、P2.5和P2.6分别与继电器电路对应的控制端P2.4、P2.5和P2.6连接，单片机系统的输出端Vout与稳压电路的输入端Vin连接，单片机系统的输出端fout和P3.0分别与频率放大电路对应的输入端fout和P3.0连接；继电器电路的输出端AC1和AC2分别与稳压电路对应的输入端AC1和AC2连接；软件控制模块写入单片机系统的单片机的内部存储器；
稳压电路的输出端V_con和频率放大电路的输出端F_con分别与负载对应的两端连接；
所述的继电器电路的连接方式是：变压器T1的输入端为～220V；变压器T1的36V端与继电器K1的常开端连接，变压器T1的24V端与继电器K1的常闭端连接，变压器T1的12V端与继电器K2的常闭端连接，变压器T1的0V端与继电器K2的常开端连接，继电器K3的常开端与继电器K1的公共触点连接，继电器K3的常闭端与继电器K2的公共触点连接，继电器K1、K2和K3的线圈正端均与+12V端连接，继电器K1、K2和K3的线圈负端分别与相应的二极管D1、D3和D2的正端连接，二极管D1、D2和D3的负端均与+12V端连接，继电器K1、K2和K3的线圈负端分别与三极管Q1、Q3和Q2的集电极连接，三极管Q1、Q2和Q3的发射极均接地，三极管Q1、Q2和Q3的基极分别与对应的电阻R1、R2和R3连接；
电阻R1、R2和R3分别与单片机系统中的单片机对应的输出端P2.4、P2.5和P2.6连接；变压器T1的48V端与稳压电路的整流桥的AC1端连接，继电器K3的公共触点与稳压电路的整流桥的AC2端连接；
所述的频率放大电路的连接方式是：电位器R12的一端与GND连接，电位器R12的中间端与三极管Q8的基极连接，三极管Q8的发射极与GND连接，三极管Q8的集电极通过上拉电阻R13与+5V端连接，三极管Q8的集电极通过电阻R14与电阻R15的一端、与门芯片U2的1A输入端和1B输入端连接；与门芯片U2的1Y输出端、2A输入端和2B输入端相互连接，与门芯片U2的2Y输出端、3A输入端和3B输入端相互连接，与门芯片U2的3Y输出端、4A输入端和4B输入端均与电阻R15的另一端连接，与门芯片U2的4Y输出端通过电阻R16与放大器U3的正向输入端连接；放大器U3的反向输入端通过电阻R17接GND，放大器U3的反向输入端和输出端分别与电位器R19对应的两端连接，电位器R19的中间端与放大器U3的反向输入端连接，放大器U3的偏置平衡调零端和偏置平衡调零另一端分别与调零电位器R18对应的两端连接，调零电位器R18的中间端与+15V端连接，放大器U3的电源负端和电源正端分别与对应的-15V端和+15V端连接，放大器U3的输出端与继电器K4的常闭端连接；继电器K4的常开端通过电阻R20与+15V端连接，继电器K4的线圈负端与二极管D6的正端和三极管Q11的集电极连接，继电器K4的线圈正端与+12V端和二极管D6的负端连接，继电器K4的公共触点与场效应管Q9的栅极连接，继电器K4的公共触点通过电阻R21与GND连接；三极管Q11的发射极与GND连接，三极管Q11的基极通过电阻R23与输入端P3.0连接，输入端P3.0通过上拉电阻R24与+5V端连接；场效应管Q9的源级与三极管Q10的基极和电阻R22的一端连接，电阻R22的另一端和三极管Q10的发射极与GND连接，场效应管Q9的漏极和三极管Q10的集电极与输出端F_con连接；
电位器R12的另一端与单片机系统的输出端fout连接，输入端P3.0与单片机系统的输出端P3.0连接，输出端F_con与负载的一端连接。
2.根据权利要求1所述的用于检测电磁阀的智能电源，其特征在于所述的单片机系统包括单片机、复位电路、晶振、旋钮开关、LCD、记忆模块、MAX543模块、频率产生模块；复位电路的控制端RESET与单片机的输入端RESET连接，晶振的输出端X1和X2分别与单片机对应的输入端X1和X2连接，旋钮开关的输出端K1、K2和K3分别与单片机对应的输入端P3.1、P3.2和P3.3连接，LCD的8位数据输入端DB、写入端WR和使能端E分别与单片机对应的8位数据输出端P0、控制端WR和控制端P3.7连接，记忆模块的控制端SCL和SDA分别与单片机对应的输出端P2.0和P2.1连接，MAX543模块的输入端CLK、SRI和LOAD分别与单片机对应的输出端P2.2、P2.3和P2.7连接，频率产生模块的8位数据输入端DATA、频率控制端FQUD、时钟端w_clk和复位端REST分别与单片机对应的8位数据输出端P1、控制端P3.4、控制端P3.5和控制端P3.6连接；
MAX543模块的输出端Vout与稳压电路的输入端Vin连接；频率产生模块的频率输出端fout与频率放大电路的输入端fout连接，单片机的输出端P2.4、P2.5和P2.6分别与继电器电路对应的控制端P2.4、P2.5和P2.6连接，单片机的输出端P3.0与频率放大电路的输入端P3.0连接。
3.根据权利要求1所述的用于检测电磁阀的智能电源，其特征在于所述稳压电路的连接方式是：整流桥D5的输出正端与电解电容C1的正端连接，整流桥D5的输出负端与电解电容C1的负端和GND连接；
保护二极管D4的正端与输出端V_con连接，保护二极管D4的负端与电解电容C1的正端连接；三极管Q6、Q5和Q4的集电极均与电解电容C1的正端连接，三极管Q7的集电极接+15V端，三极管Q7的基极通过电阻R10与运算放大器U1的输出端连接；三极管Q7的发射极与三极管Q6的基极连接，三极管Q6的发射极与三极管Q5的基极连接，三极管Q5的发射极与三极管Q4的基极连接；保护二极管D4的正端与三极管Q4的发射极连接；
运算放大器U1的电源负端和电源正端分别与对应的-15V和+15V端连接，运算放大器U1的偏置平衡调零端和偏置平衡调零另一端分别与电位器R11对应的两端连接，电位器R11的中间端与+15V端连接，运算放大器U1的反向输入端分别通过电阻R6和电解电容C2的正端与输出端V_con连接，运算放大器U1的正向输入端通过电阻R7分别与电解电容C3的正端和电阻R8的一端连接，电解电容C3的负端与GND连接；电阻R8的另一端分别与电阻R4和电阻R9的一端连接，电阻R4的另一端与输入端Vin连接，电阻R9的另一端与GND连接；电解电容C4和电阻R5的两端分别与对应的输出端V_con和GND连接；
整流桥D5的两个输入端分别与继电器电路对应的AC1端和AC2端连接；输入端Vin与单片机系统的Vout端连接，输出端V_con与负载的另一端连接。
4.根据权利要求1所述的用于检测电磁阀的智能电源，其特征在于所述的软件控制模块主流程是：
S1初始化；
S2开机读取内存中的电压幅值和频率值；
S3计算电压幅值和频率值，通过该值来控制继电器的通断，并且输出控制值；
S4是否有新值设定；
S5若有新值设定，执行S6；若无新值设定，直接执行S5；
S6将新值存储在内存中，执行S3。
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