基于PIC16F87X單片機的電磁式繼電器控制技術(shù)

　電磁繼電器是自動(dòng)控制中常用的一種元器件,它利用電磁原理實(shí)現接通或斷開(kāi)一個(gè)或一組接點(diǎn)的一種自動(dòng)開(kāi)關(guān),廣泛應用在電子設備、儀器儀表及自動(dòng)化設備中。但在各種自動(dòng)控制設備中,都存在一個(gè)低壓的自動(dòng)控制電路與高壓電氣電路的互相連接問(wèn)題:一方面要使低壓的電子電路的控制信號能夠控制高壓電氣電路的執行元件;另一方面要為電子線(xiàn)路和電氣電路提供良好的電隔離,以保護電子電路和人員的安全。為此,采用PIC16F87X單片機控制電磁式繼電器嘗試完成這一橋梁作用。

　　1 電磁繼電器工作原理

　　電磁繼電器是在輸入電路內電流的作用下,由機械部件的相對運動(dòng)產(chǎn)生預定響應的一種繼電器。電磁繼電器一般由控制線(xiàn)圈、鐵芯、銜鐵、觸點(diǎn)簧片等組成,控制線(xiàn)圈和接點(diǎn)組之間相互絕緣,為控制電路起到良好的電氣隔離作用。它主要利用電磁感應原理進(jìn)行工作,當在繼電器的線(xiàn)圈兩頭加上其線(xiàn)圈的額定的電壓時(shí),線(xiàn)圈中就會(huì )流過(guò)一定的電流,從而產(chǎn)生電磁效應,銜鐵就會(huì )在電磁力吸引的作用下克服返回彈簧的拉力吸向鐵芯,從而帶動(dòng)銜鐵的動(dòng)觸點(diǎn)與靜觸點(diǎn)(常開(kāi)觸點(diǎn))吸合;當線(xiàn)圈斷電后,電磁的吸力也隨之消失,銜鐵就會(huì )在彈簧的反作用力返回原來(lái)的位置,使動(dòng)觸點(diǎn)與原來(lái)的靜觸點(diǎn)(常閉觸點(diǎn))吸合。繼電器的吸合、釋放就在電路中起到了接通、切斷的開(kāi)關(guān)作用。選擇電磁繼電器應注意以下幾點(diǎn):

　　(1)繼電器額定工作電壓的選擇。在使用繼電器時(shí),應首先了解繼電器所在電路中的工作電源電壓,繼電器的工作電壓應等于該電壓,或者電路電源電壓為繼電器工作電壓的80%,也可保證繼電器正常工作,但不能使電路工件電壓超過(guò)繼電器額定工作電壓,否則繼電器線(xiàn)圈易燒毀。

　　(2)繼電器觸點(diǎn)負載的選擇。應根據繼電器所控制的電路特點(diǎn)來(lái)確定觸點(diǎn)負載的數量及形式,再以觸點(diǎn)控制電路中電流的種類(lèi)、電壓及電流的大小來(lái)選擇觸點(diǎn)容量的大小。觸點(diǎn)容量的大小是反映加在觸點(diǎn)上的電壓和通過(guò)觸點(diǎn)電流的能力,一般觸點(diǎn)的負載不應超過(guò)觸點(diǎn)的容量。

　　(3)繼電器線(xiàn)圈電源的選擇。在通常情況下,電路設計都采用直流電的繼電器,也可根據控制電路的特點(diǎn)來(lái)考慮繼電器的種類(lèi),還要考慮繼電器所消耗的功率。

　　(4)繼電器動(dòng)作時(shí)間的選擇。應根據實(shí)際電路對被控對象動(dòng)作的時(shí)間要求,選擇繼電器的動(dòng)作時(shí)間和釋放時(shí)間。也可在繼電器電路中附加電子元器件來(lái)加速或延緩繼電器的動(dòng)作及釋放時(shí)間,以滿(mǎn)足不同的要求。

　　(5)工作環(huán)境條件。選用繼電器時(shí),還應考慮環(huán)境的溫度、工作壽命以及沖擊振動(dòng)等。

　　2 PIC16F87X控制電路設計

　　2.1PIC16F87X的特性

　　Microchip公司推出的PIC16F87X系列8位單片機是采用精簡(jiǎn)指令集(RISC)結構和Flash存儲技術(shù)的高性能嵌入式單片機,它運行速度快、擴展功能豐富、功能強大、邏輯結構清晰,還具有在線(xiàn)編程,上電、掉電復位保護和看門(mén)狗等功能。

　　2.2繼電器控制電路原理

　　基于PIC16F87X的諸多特性,設計了PIC16F87X控制繼電器的硬件電路(見(jiàn)圖1)。

　　圖1PIC16F87X控制繼電器電路原理圖當單片機的RD0引腳輸出低電平時(shí),光耦U1截止,繼電器線(xiàn)圈兩端無(wú)電位差,繼電器銜鐵釋放,繼電器常開(kāi)觸