CN102411322B - 一种单片机防误动驱动方法及电路 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种单片机防误动驱动方法及电路，电路包括用于驱动执行元件的执行驱动电路，以及控制连接执行驱动电路的单片机，执行驱动电路与其执行驱动电路电源之间串设有一个电子开关，该电子开关的控制端通过一个判断电路连接单片机电源，所述判断电路通过采样单片机电源电压判断单片机程序是否已经运行，在单片机上电但单片机程序未运行时，电子开关断开执行驱动电路的电源，在单片机程序已运行后，电子开关接通执行驱动电路的电源。本发明的方案利用电子开关限制驱动元件与电源的连接，当单片机程序未运行时切断执行元件的电源，从而起到了防误动的作用。
Description
技术领域
本发明涉及一种单片机驱动领域，特别是一种磁保持继电器驱动电路及方法。
背景技术
单相电子式载波电能表中，运用51单片机+推挽驱动电路来驱动磁保持继电器。发现有上电时磁保持继电器的误动作现象，造成单相电子式载波电能表性能不稳定。
分析原因，发现51系列单片机（CPU）在刚上电时，程序尚未运行起来时，IO口电压还不受控制，而随电源电压上升而上升；加上推挽电路所用三极管放大倍数的差异，会导致磁保持继电器驱动线圈两端有电压差，从而造成磁保持继电器误动作。
所以，在单片机程序未运行时的IO口电压波动是造成单片机所驱动的执行元件误动的主要原因。
发明内容
本发明的目的是提供一种单片机驱动电路的防误动的驱动控制方法，用以解决在单片机程序未运行时的IO口电压波动导致驱动异常的问题。另外，本发明还提供一种利用这种方法的驱动电路。
为实现上述目的，本发明的方法方案是：一种单片机防误动驱动方法，通过测试单片机的电源电压，判断单片机程序是否已经运行，仅在单片机程序已运行后，才接通执行元件的电源。
当单片机电源电压高于一个阀值U1时，接通执行元件的电源；所述U1不小于单片机程序能够运行的电压。
所述单片机为51单片机。
本发明的电路方案是：一种驱动电路，包括用于驱动执行元件的执行驱动电路，以及控制连接执行驱动电路的单片机，执行驱动电路与其执行驱动电路电源之间串设有一个电子开关，该电子开关的控制端通过一个判断电路连接单片机电源，所述判断电路通过采样单片机电源电压判断单片机程序是否已经运行，在单片机上电但单片机程序未运行时，电子开关断开执行驱动电路的电源，在单片机程序已运行后，电子开关接通执行驱动电路的电源。
所述电子开关为PNP型的三极管，三极管射极连接所述执行驱动电路电源，集电极连接执行驱动电路，基极为所述电子开关的控制端。
所述判断电路为串联稳压电路，包括在所述单片机电源与地之间依次串联的偏置电阻（R1）与稳压管（D1），稳压管（D1）负极连接所述偏置电阻（R1）；稳压管（D1）负极连接所述电子开关的控制端。
所述稳压管（D1）正极与地之间还串设有限流电阻（R4）。
所述执行驱动电路为推挽驱动电路。
所述执行驱动电路的输出端连接有双稳压管保护电路（D2）。
所述单片机为51单片机。
本发明的方案利用电子开关限制驱动元件与电源的连接，当单片机程序未运行时切断执行元件的电源，从而起到了防误动的作用。电路简单可靠，工作稳定。
附图说明
图1是本发明的原理框图；
图2是本发明的磁保持继电器驱动电路框图；
图3是本发明的磁保持继电器驱动电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。
方法实施例
一种单片机防误动驱动方法，通过测试单片机的电源电压，判断单片机程序是否已经运行，仅在单片机程序已运行后，才接通执行元件的电源。当单片机电源电压高于一个阀值U1时，接通执行元件的电源；所述U1不小于单片机程序能够运行的电压。所述单片机为51单片机。
电路实施例
实施例1
如图1为一种单片机防误动驱动电路，基于上述方法，该电路包括用于驱动执行元件的执行驱动电路，以及控制连接执行驱动电路的单片机，执行驱动电路与其执行驱动电路电源之间串设有一个电子开关，该电子开关的控制端通过一个判断电路连接单片机电源。上述的执行驱动电路电源与单片机电源可以是同一个电源，当然也可以不同。判断电路主要用来判断单片机电源电压是否达到了设定值，设定值需要稍大于单片机能够运行的电压。图中执行驱动电路可以根据执行元件的不同进行选择。判断电路也有多种实施方式，如利用稳压管的串联稳压电路，利用比较器的比较电路等，由于对本领域技术人员来说，这些替换都是惯用技术手段，所以不再赘述。
实施例2
在图2中，执行驱动电路为推挽驱动电路，判断电路为串联稳压电路，执行元件是磁保持继电器，CPU是51单片机。本实施例中，推挽电路的电源与单片机电源为同一个直流电源，如果不是采用同一个电源，应注意判断电路采样的是单片机电源电压。电路具体介绍如下：
直流电源经电子开关为推挽电路左桥臂、推挽电路右桥臂提供电源，推挽电路左桥臂、推挽电路右桥臂在CPU的控制下为继电器线圈提供换向电流，从而驱动磁保持继电器闭合或断开。由于继电器线圈为感性，流经继电器线圈的电流不能突变，所以就由保护电路来提供续流，防止击穿推挽电路左右桥臂。
在刚上电，直流电源的电压上升到CPU程序运行起来之前，电子开关自动处于断开状态，推挽电路左桥臂，推挽电路右桥臂无电源，无论CPU的IO口为何种状态，继电器线圈两端均无电压差，这样，继电器就不会误动作。而当直流电源的电压上升到一定幅值、CPU程序运行起来后，程序立即将与推挽电路左桥臂、推挽电路右桥臂相连接的IO口均转换为低电平，这样，整个电路就进入了由CPU控制的正常工作状态。
如图3，VHH是直流电源，为继电器线圈和CPU提供电源；Q1、R1、D1、R4组成电子开关,其中Q1为PNP型三极管，R1为偏置电阻，D1为稳压管，稳压管的稳压值要稍高于CPU程序能运行起来的启动电压，R4为限流电阻。当VHH直流电源的电压低于稳压管的稳压值时，稳压管不导通，Q1三极管的基极无电流流过，Q1三极管处于截止状态。当VHH直流电源的电压高于稳压管的稳压值时，稳压管导通，Q1三极管的基极有电流流过，Q1三极管处于饱和导通状态；Q2、R2、Q4、R6组成推挽电路左桥臂；Q3、R3、Q5、R5组成推挽电路右桥臂；L1为继电器线圈；D2是保护电路，选用双向稳压管，为继电器线圈提供续流。CPU为51系列CPU.
在刚上电，直流电源电压低于稳压管的稳压值时，电子开关处于断开状态，推挽电路左桥臂、推挽电路右桥臂无电源供应，继电器不会误动作。当直流电源的电压上升到超过稳压管的稳压值时，电子开关自动接通，此时CPU程序已运行起来，运行起来的程序首先将与推挽电路左桥臂、推挽电路右桥臂相连接的两个IO口均转换为低电平，此时Q2、Q4 、Q3、Q5三极管均处于截止状态，继电器线圈无电流流过，于是，电路就进入了正常的工作状态。当需要断开继电器触点的操作时，CPU与推挽电路左桥臂连接的IO口输出高电平、与推挽电路右桥臂连接的IO口输出低电平，Q2、Q4三极管导通，Q3、Q5三极管截止，继电器线圈L1的电流由2端流向1端，经过一定时间延时后，继电器动作完成，继电器触点就处于断开状态，然后程序将CPU与推挽电路左桥臂连接的IO口、与推挽电路右桥臂连接的IO口均转换为低电平，操作完成。当需要闭合继电器触点的操作时，CPU与推挽电路左桥臂连接的IO口输出低电平、与推挽电路右桥臂连接的IO口输出高电平，Q2、Q4三极管截止，Q3、Q5三极管导通，继电器线圈L1的电流由1端流向2端，经过一定时间延时后，继电器动作完成，继电器触点就处于闭合状态，然后程序将CPU与推挽电路左桥臂连接的IO口、与推挽电路右桥臂连接的IO口均转换为低电平，操作完成。将继电器线圈与推挽电路左桥臂、推挽电路右桥臂之间的连接进行交换，操作继电器，断开就变为闭合，闭合就变为断开。
在型号为DDSI566单相电子式载波电能表中，运用本发明的电路来驱动磁保持继电器。在大批量生产过程中，尚未发现在刚上电时磁保持继电器的误动作现象，单相电子式载波电能表性能稳定，达到预期效果。
Claims (7)
1.一种单片机防误动的驱动电路，包括用于驱动执行元件的执行驱动电路，以及控制连接执行驱动电路的单片机，其特征在于，执行驱动电路与其执行驱动电路电源之间串设有一个电子开关，该电子开关的控制端通过一个判断电路连接单片机电源，所述判断电路通过采样单片机电源电压判断单片机程序是否已经运行，在单片机上电但单片机程序未运行时，电子开关断开执行驱动电路的电源，在单片机程序已运行后，电子开关接通执行驱动电路的电源。
2.根据权利要求1所述的驱动电路，其特征在于，所述电子开关为PNP型的三极管，三极管射极连接所述执行驱动电路电源，集电极连接执行驱动电路，基极为所述电子开关的控制端。
3.根据权利要求1所述的驱动电路，其特征在于，所述判断电路为串联稳压电路，包括在所述单片机电源与地之间依次串联的偏置电阻（R1）与稳压管（D1），稳压管（D1）负极连接所述偏置电阻（R1）；稳压管（D1）负极连接所述电子开关的控制端。
4.根据权利要求3所述的驱动电路，其特征在于，所述稳压管（D1）正极与地之间还串设有限流电阻（R4）。
5.根据权利要求1所述的驱动电路，其特征在于，所述执行驱动电路为推挽驱动电路。
6.根据权利要求1所述的驱动电路，其特征在于，所述执行驱动电路的输出端连接有双稳压管保护电路（D2）。
7.根据权利要求1-6任一项所述的驱动电路，其特征在于，所述单片机为51单片机。
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