远程通讯
RS 485标准采用平衡式发送、差分式接收的数据收发器来驱动总线,具有较强的抗电磁干扰(EMI)能力,广泛用于工业控制场合[7]。设计上采用半双工点对点通信,采用SN75176作为485通讯接口,负责传送和接受信号。采用主从通信方式,即从机不主动发送信息,只被动地等待主机指令。单片机的异步串行通讯通过SN75176转换成485总线通讯方式,和变频器进行485在线通讯。同时采用CPU的一个I/O端口将驱动器和接收器连接在一起,控制485通讯的输入和输出;通信开始,从机一直处于接受状态,待接受到主机的传送数据指令后,才转为发送态,主机相应地转为接受态。另外,若信号在传输线A,B上的阻抗不完全均匀,则会出现反射现象,影响信号的远距离传输,所以在通信传输线的末端采用一个阻值合适的电阻进行阻抗匹配,以双绞线实现主从通信[8]。
EEV驱动
采用七重达林顿反向驱动器ULN2003A作为EEV的驱动接口。ULN2003A的**大输出电流可达500 mA。在硬件设计上,外接12 V驱动电压,并采用去藕电容增强抗干扰性能,能够满足EEV的250 mA,12 V的驱动要求。传统的51系列单片机,在上电复位时候,CPU将I/O口瞬时输出高电平,因此51系列的CPU必须要有反向器来配合,以防电子膨胀阀瞬间误动作。Renesas芯片在初始化时,在软件里将相应的驱动I/O端口(P3.0,P3.1,P3.2和P3.3)设置为输出;当系统上电复位时候,该4个I/O口输出低电平,不会导致EEV步进电机瞬时误动作,能够很好满足系统的要求。
人机接口
采用3片74LS164N静态驱动显示数码管及CPU的2个I/O端口模拟串口,分别控制输出数据DATA和移位脉冲CLK,利用人眼的迟滞以及发光二极管的余辉效应,看上去显示输出部分无闪烁。另外,提供键盘输入,并在软件设计上配合采用单键复用的方法(即在CPU不同的运行阶段按键动作不一样),以降低系统成本。其相应功能如下:按键1—查询蒸发器/集热器进口温度;按键2—查询蒸发器/集热器出口压力(此时已换算成温度);按键3—查询太阳集热板表面辐射强度(此时已换算成温度);按键4—查询水箱内热水温度、电子膨胀阀初始化启动控制;按键5—查询环境温度、系统变频器启动/停机控制。其中,在触发按键进入外界参数查询以后,在设计上采用5 s延时,维持显示当前所输入查询的状态参数值,5 s过后即恢复正常,显示系统当前的过热度。
系统防死锁
为了有效地防止系统死锁以及保护系统欠压掉电处理,设计采用低电平输出复位的MAX706看门狗芯片。在硬件设计上,CPU的一个I/O端口对MAX706的WDI端口不断输出脉冲信号(“喂狗”),MAX706的WDO端口与系统RESET端口相连,因此,当系统死锁时候,WDI没有正脉冲信号输入,系统将在该端口输出低电平,从而使CPU复位。