顯示電路采用 LCD漢字液晶顯示。LCD液晶顯示與 LED數碼管顯示相比具有信息量大,省電,且連接線路簡單等優點。但液晶顯示的一個致命弱點是抗靜電干擾能力差,在使用中一旦有較強的干擾信號出現,顯示器就會出現亂碼或花屏。尤其是有漢字的液晶顯示器花屏出現的機率更高。解決的方法是一方面盡量切斷產生靜電干擾的途徑,另方面是減少液晶顯示器本身產生靜電干擾的條件。其中,后者更為重要。一般液晶顯示器在結構上都有固定液晶顯示器面板的金屬框。如果在安裝時該金屬框直接接觸外邊的固定表盤,形成接觸面,使液晶面板會通過金屬框及外面固定的金屬表盤之間產生電容效應,因而靜電干擾不可避免。如圖 4所示,要減少靜電干擾就必須減少電容效應。具體解決的措施是:將開孔尺寸拓展到圖中虛線位置。使得顯示器的金屬框遠離儀表機殼,實測結果電容效應幾乎為零。從而亂碼和花屏現象不再出現。
2.6外部看門狗與外部時鐘
看門狗也稱程序監視定時器。盡管 AVR單片機系統內也有該功能的設置,但在應用實踐中發現當干擾嚴重時該功能會失效,即系統死機后單片機內部的看門狗也無法復位。故有必要在單片機外部單獨設計看門狗電路。如圖 5所示,由 MC4060芯片及外圍電路構成一個看門狗電路。MC4一體電感公司060是一個帶外接振蕩的 14分頻定時計數器,R18和 C2時間常數決定振蕩頻率。采用如圖參數時,該振蕩頻率經過 2秒左右時間后 14分頻計數器將被記滿,Q14由低電平變高電平經功率電感三極管 Q3構成的反相器使輸出變為低電平,M16單片機被復位。程序正常運行時,會在規定的時間以內(2S左右)由程序向看門狗 MC4060芯片及時發清零(喂狗)信號,使定時計數器還沒有記滿就被清除,故不會產生復位信號;當程序“跑飛”時,看門狗便不能在規定的時間內得到清除(喂狗)信號,則看門狗將使 M16單片機復位使程序重新開始工作。
為配合看門狗在控制器死機后的復位工作,如圖 5所示控制器的系統時鐘由外部的時鐘專用集成電路 DS1307提供,AVR單片機內部時鐘資源僅對程序中的延時變量提供相對時間。這樣的好處是當看門狗一旦使系統復位,AVR內部時鐘必然要清零,而外部系統時鐘不會被清零,不影響控制器定時啟動或定時停止等項功能的實施。另外,外部時鐘 DS1307芯片耗電極省僅需 0.5微安,而內部時鐘即使在省電模式下也需要幾毫安以上。若用小型 20mAh容量鋰電作電源后備,掉電后外部專用時鐘可在幾年內信息不丟,而內部時鐘不到一天就沒電了。
3.結束語
在設計開發 A VR單片機在工業控制系統中的應用中,抗干擾是一個不能繞過去的現實課題。要解決該課題,熟悉常用的抗干擾措施是功率電感器制作一個重要前提。但由于干擾因素多,控制對象及所要求的控制功能不盡相同,所以抗干擾措施并沒有固定模式,只能在實踐中通過不斷摸索來篩選更合理更有效的方案。本文所述的抗干擾措一體成型電感器制作施是一點實踐經驗的總結,供參考。
本文創新點:1.在 DS18B20數據線上接阻容電路;2.在電源的輸入端并聯壓敏電阻以吸收尖峰電壓;3.加大液晶顯示器開孔尺寸以減少它本身產生靜電干擾。