CN104049542B - 基于stc12c5a60s单片机压载水仿真电路板 - Google Patents
基于stc12c5a60s单片机压载水仿真电路板 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种基于STC12C5A60S单片机压载水仿真电路板，包括STC12C5A60S单片机的主控制电路、RS232串口通讯调试电路、RS485远程通讯电路、AD采样电路、LED液晶显示电路、基于继电器的阀门模拟及采集电路、基于锁存芯片74HC573的LED指示电路、工业标准信号的模拟量产生电路；单片机的主控制电路连接RS232串口通讯调试电路，通过RS232通讯端口进行电路调试、通讯；单片机的主控制电路连接RS485远程通讯电路实现远程通讯。本发明能模拟压载水系统所有被控设备，给压载水系统的出厂调试带来方便，提高了生产效率，大幅度减少了压载水调试时间，提高了经济效益。
Description
技术领域
本发明涉及嵌入式电路系统设计，通过各个功能电路实现整个系统的功能要求。
背景技术
对于现代船舶运输而言，压载水是必需的，它可以保证船舶的安全和高效操作，保证未载货船的平衡和稳定。
然而，它也给生态环境，经济和人类健康造成了威胁。每天，数以亿计的海洋生物通过船舶的压载水舱被带往世界各地。入侵物种不仅对当地生态环境造成威胁，还对沿海地区甚至更远的内陆地区居民生活造成了危害。IMO把通过船舶压载水带来的海洋物种入侵列为四个最具威胁的海洋问题之一。
对于上述环境污染问题，各个国家相关企业针对压载水污染问题，研制开发压载水处理系统，将压载水提前进行处理，已达到环境要求。而压载水处理系统因其外围设备多，调试难度大等特点给企业产品的出厂调试带来难题，因此开发压载水仿真系统，用于模拟压载水外围设备，对压载水系统的出厂调试带来方便，提高生产效率。
发明内容
本发明的目的在于为解决压载水系统调试难度大等问题，设计一种压载水仿真电路板，用于模拟压载水系统外围设备，减少系统调试难度，提高生产效率。
为完成上述目的，本发明所采用的技术手段是：一种基于STC12C5A60S单片机压载水仿真电路板，包括STC12C5A60S单片机的主控制电路、RS232串口通讯调试电路、RS485远程通讯电路、AD采样电路、LED液晶显示电路、基于继电器的阀门模拟及采集电路、基于锁存芯片74HC573的LED指示电路、工业标准信号的模拟量产生电路；STC12C5A60S单片机的主控制电路连接RS232串口通讯调试电路，通过RS232通讯端口进行电路调试、通讯；STC12C5A60S单片机的主控制电路连接RS485远程通讯电路实现远程通讯；所述AD采样电路设置五路用于模拟压载水系统中设备的调节信号量；所述工业标准信号的模拟量产生电路采用XTR110及IRF9513芯片产生4～20mA工业标准信号的模拟量，并通过电位器调节信号输出的大小；基于继电器的阀门模拟及采集电路设置19路继电器控制电路，继电器接受24V电压控制吸合并将继电器吸合状态返回给基于继电器的阀门模拟及采集电路；基于锁存芯片74HC573的LED指示电路具有4个锁存芯片74HC573锁存由STC12C5A60S单片机P2口输出的32个不同开关状态信息，并驱动32个LED灯显示各个开关状态。
进一步的，所述RS232串口通讯调试电路设置一个，所述STC12C5A60S单片机的主控制电路设置两个STC12C5A60S单片机，两个STC12C5A60S单片机电路与RS232串口通讯调试电路连接设置选择开关。
进一步的，所述STC12C5A60S单片机的主控制电路利用STC12C5A60S单片机的双串口与RS485远程通讯电路连接，所述RS485远程通讯电路设置四路RS485串口电路，四路RS485串口电路按四种不同波特率进行通讯。
本发明的有益效果在于：解决现有压载水系统调试难度大等问题，基于STC12C5A60S单片机压载水仿真电路板能够模拟压载水系统所有被控设备，给压载水系统的出厂调试带来方便，提高了生产效率，大幅度减少了压载水调试时间，提高了经济效益。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明做进一步的描述。
图1本发明的电路原理图。
具体实施方式
如图1所示的一种基于STC12C5A60S单片机压载水仿真电路板，包括STC12C5A60S单片机的主控制电路、RS232串口通讯调试电路、RS485远程通讯电路、AD采样电路、LED液晶显示电路、基于继电器的阀门模拟及采集电路、基于锁存芯片74HC573的LED指示电路、工业标准信号的模拟量产生电路；STC12C5A60S单片机的主控制电路连接RS232串口通讯调试电路，通过RS232通讯端口进行电路调试、通讯；STC12C5A60S单片机的主控制电路连接RS485远程通讯电路实现远程通讯；所述AD采样电路设置五路用于模拟压载水系统中设备的调节信号量；所述工业标准信号的模拟量产生电路采用XTR110及IRF9513芯片产生4～20mA工业标准信号的模拟量，并通过电位器调节信号输出的大小；基于继电器的阀门模拟及采集电路设置19路继电器控制电路，继电器接受24V电压控制吸合并将继电器吸合状态返回给基于继电器的阀门模拟及采集电路；基于锁存芯片74HC573的LED指示电路具有4个锁存芯片74HC573锁存由STC12C5A60S单片机P2口输出的32个不同开关状态信息，并驱动32个LED灯显示各个开关状态。
所述RS232串口通讯调试电路设置一个，所述STC12C5A60S单片机的主控制电路设置两个STC12C5A60S单片机，两个STC12C5A60S单片机电路与RS232串口通讯调试电路连接设置选择开关。
所述STC12C5A60S单片机的主控制电路利用STC12C5A60S单片机的双串口与RS485远程通讯电路连接，所述RS485远程通讯电路设置四路RS485串口电路，四路RS485串口电路按四种不同波特率进行通讯。
STC12C5A60S单片机主控制电路由两个STC12C5A60S单片机U9和U10组成，主控制电路由基本单片机最小系统及各个信号引脚构成。其中U9通过P2口输出各种开关控制信号，P0口用于采集开关量状态信号，TXD2与RXD2为第二串口输出引脚，TXD和RXD为第一串口输出引脚。而U10通过P2口输出LED液晶屏数据信号，P0口用于模拟外围设备快关状态、报警状态及输出LED液晶屏控制信号，状态显示通过控制LED等亮灭实现。P1.0、P1.1、P1.5、P1.6、P1.7利用单片机引脚AD采样第二功能，完成5路AD采样电路，用于模拟外围设备的各种运行参数。TXD2与RXD2为第二串口输出引脚，TXD和RXD为第一串口输出引脚。
基于RS232通讯协议的串口调试电路，串口调试电路通过9针串口接收上位机调试信息，经过芯片内部电路将232电平转换成单片机能够识别的TTL电平信号输入至P14端子，通过P14端子跳帽连接到U9或U10。
基于RS485通讯协议的4串口远程通讯电路的其中一个串口电路，其余3个电路与之相同。本电路通过S9013三级管实现电路的自动收发，通过单片机发送引脚TXD控制S9013开关从而实现对MAX485芯片的收发控制。
基于STC12C5A60S单片机的AD采样电路。此电路利用单片机AD采样功能，为单片机采用引脚输入0V到5V电压信号，电压信号变化通过调节三端电位器实现，而后通过一介滤波电路输入到单片机引脚。
本发明的LED液晶显示电路及基于继电器的模拟阀门开关控制及采集电路,LED液晶显示电路通过一个三端电位器调节背光灯亮度，由单片机引脚通过三极管9012实现LED显示控制，其余引脚直接连接到单片机引脚，用于LED液晶屏的数据线及控制线。模拟阀门电路通过2P端子接入继电器控制引脚，引脚直接并联一个二极管对保护电路。继电器常开触点与常闭触点分别接一个LED灯指示闭合状态。
基于锁存芯片74HC573的LED等指示电路。多个74HC573芯片通过单片机引脚进行片选，然后将数据所存在对应的74HC573芯片中，而后通过74HC573芯片控制LED等状态，从而实现了数据线复用功能，解决了单片机引脚不够用的问题。
基于XTR110芯片及IRF9513芯片产生4～20mA工业标准信号的模拟量产生电路。电路通过精密电压转电流XTR110芯片及P-MOS IRF9513芯片将0V～5V电压转换成4～20mA标准工业信号，电流的调节则是通过三端电位器实现。
以上所述仅是本发明的实施方式，通过将上述电路有机的组合在一起，实现了系统要求，达到了模拟压载水仿真系统功能。
Claims (3)
1.一种基于STC12C5A60S单片机压载水仿真电路板，其特征在于：包括STC12C5A60S单片机的主控制电路、RS232串口通讯调试电路、RS485远程通讯电路、AD采样电路、LED液晶显示电路、基于继电器的阀门模拟及采集电路、基于锁存芯片74HC573的LED指示电路、工业标准信号的模拟量产生电路；STC12C5A60S单片机的主控制电路连接RS232串口通讯调试电路，通过RS232通讯端口进行电路调试、通讯；STC12C5A60S单片机的主控制电路连接RS485远程通讯电路实现远程通讯；所述AD采样电路设置五路用于模拟压载水系统中设备的调节信号量；所述工业标准信号的模拟量产生电路采用XTR110及IRF9513芯片产生4～20mA工业标准信号的模拟量，并通过电位器调节信号输出的大小；基于继电器的阀门模拟及采集电路设置19路继电器控制电路，继电器接受24V电压控制吸合并将继电器吸合状态返回给基于继电器的阀门模拟及采集电路；基于锁存芯片74HC573的LED指示电路具有4个锁存芯片74HC573锁存由STC12C5A60S单片机P2口输出的32个不同开关状态信息，并驱动32个LED灯显示各个开关状态。
2.根据权利要求1所述的基于STC12C5A60S单片机压载水仿真电路板，其特征在于：所述RS232串口通讯调试电路设置一个，所述STC12C5A60S单片机的主控制电路设置两个STC12C5A60S单片机，两个STC12C5A60S单片机电路与RS232串口通讯调试电路连接设置选择开关。
3.根据权利要求1所述的基于STC12C5A60S单片机压载水仿真电路板，其特征在于：所述STC12C5A60S单片机的主控制电路利用STC12C5A60S单片机的双串口与RS485远程通讯电路连接，所述RS485远程通讯电路设置四路RS485串口电路，四路RS485串口电路按四种不同波特率进行通讯。
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