專利名稱：一種基于單片機的雙輸入bcd編碼器的制作方法
技術領域：
本發明涉及編碼器，特別是應用于變電站有載調壓變壓器的檔位監測以及工業IO 監視接口的雙輸入B⑶編碼器。
背景技術：
通過查閱國內的相關資料及市場調研，目前市場上的BCD編碼器存在以下缺陷， I、電源問題采用開關電源，開關電源成本低，抗干擾、雷擊、浪涌能力差；2、存在17檔和19 檔不能靈活轉換問題，目前常采用“飛線”方式實現檔制轉換，不滿足工藝要求，容易造成發熱、脫落導致編碼錯誤；3、繼電器接點容量小，檔調節稍微頻繁接點容易射弧。
發明內容
本發明的目的是提供一種抗干擾性好、具有輸入電壓浪涌吸收功能的基于單片機的雙輸入B⑶編碼器。本發明的目的是這樣實現的一種基于單片機的雙輸入B⑶編碼器，包括電源， 單片機，與單片機連接的17檔或者19檔輸入通道，該17檔輸入通道為17檔輸入端子連接編碼電路后形成五個輸出端OUTl、0UT2、0UT3、0UT4和0UT5 ；17檔通道的五個輸出端子 DOl 'D02 z、D03 'D04 ,和D05 ';該19檔輸入通道為19檔輸入端子連接編碼電路后同樣形成五個輸出端0UT1、0UT2、0UT3、0UT4和0UT5 ；19檔通道的五個輸出端子D01、D02、 D03、D04和D05 ;所述電源為線性電源110V交流電連接變壓器BYQ初級線圈，變壓器次級線圈的兩個輸出端分別與整流器Dl的1、2腳連接，電解電容CEl與電容Cl并聯，且電解電容CEl正極接于整流器Dl的4腳，電解電容CEl負極接于整流器Dl的3腳，電解電容CE2 與電容C2并聯，且電解電容CE2負極接于整流器Dl的3腳，電解電容CE2正極接于穩壓二極管D2正極以及整流器Dl的3腳，穩壓二極管D2負極以及穩壓芯片LM7812的I腳均接于整流器Dl的4腳，LM7812的2腳接于整流器Dl的3腳，LM7812的3腳串接瞬變抑制管 VRl后接地。還具有兩位數碼管SMGl。兩位數碼管SMGl與所述單片機連接。上述單片機的型號為STC11F02-351-PDIP20。上述17檔輸入通道和19檔輸入通道同時具有；17檔輸入通道的五個輸出端 0UT1、0UT2、0UT3、0UT4 和 0UT5 分別連接繼電器 JDQl '、JDQ2 '、JDQ3 '、JDQ4 '和 JDQ5 ' 后接地；所述17檔輸入通道的五個輸出端子DOl ' D02 ' D03 ' D04 '和D05 '逐一與公共端COM '之間分別連接繼電器JDQ1、JDQ2、JDQ3、JDQ4和JDQ5的常開接點；19檔輸入通道的五個輸出端0UT1、0UT2、0UT3、0UT4和0UT5分別連接繼電器JDQ1、JDQ2、JDQ3、JDQ4 和JDQ5后接地；所述19檔輸入通道的五個輸出端子D01、D02、D03、D04和D05逐一與公共端COM之間分別連接繼電器JDQ1、JDQ2、JDQ3、JDQ4和JDQ5的常開接點。與現有技術相比，本發明具有以下特點和優點
I、使用二極管矩陣編碼方式BCD-M編碼器采用二極管矩陣編碼方式，這種編碼電路編碼穩定可靠。使用的二極管具有1000V反相擊穿電壓，可以很好的抵抗輸入信號線引入的沖擊電壓。編碼電路的供電部分設計有瞬變電壓抑制器，可以很好的保護編碼器內部電源。2、使用線性電源=BCD-M編碼器內部電源部分仍然采用傳統的變壓器+穩壓集成電路的線性電源。BCD-M編碼器沒有采用開關電源。BCD-M編碼器一般是安裝在主變壓器附近，以縮短編碼器輸入端信號線的長度。主變檔位輸出信號線最多會有20根，所以會采用檔位編碼器對主變的輸出信號重新編碼，以減少主變檔位信號到主控室的導線數量。編碼后的導線數量減少到6根。基于這個原因都要求編碼器與主變就近安裝，可以盡量減少布線難度和成本。但這樣安裝對編碼器的可靠性要求很高。主要是因為主變附近有很強的電磁場，特別是主變檔位切換時會在編碼器的電源輸入線和輸入信號線上感應出很高的感應電動勢，會對編碼器的內部電源產生輸入電壓浪涌沖擊。BCD-M編碼器在輸入供電電路上設計有浪涌吸收裝置，并且采用配有輸入變壓器的線性電源，可以比開關電源更能承受連續的輸入浪涌電壓沖擊。而且線性電源結構簡單，比開關電源元器件的數量少，具有更高的可靠性。3、數碼管顯示當前檔位B⑶-M編碼器在正面設計有兩位數碼管，用來顯示當前主變檔位。比老型號使用發光二極管顯示更直觀。數碼管使用一片高抗干擾的單片機驅動。 單片機配有看門狗電路，可以有效防止程序跑飛。數碼管檔位顯示電路只是被動的接受二極管矩陣編碼電路輸出的編碼信號，不會對主變檔位編碼輸出信號產生任何影響。4、改變接線位置就可以分別實現17檔和19檔編碼老型號的編碼器當需要改變編碼輸出方式時需要打開機殼設置跳線。BCD-M編碼器采用全新的設計，當需要輸出不同的主變檔位編碼時只需要改變主變檔位信號的接入位置，而不需要在現場打開編碼器的外殼設置跳線，方便了用戶的使用。而且避免了跳線接觸不良而導致輸出編碼錯誤。5、在保證裝置可靠性的前提下縮小了裝置的體積在保證編碼器可靠性的前提下，通過合理的結構和電路設計，使用優質和特別定制的元器件使得編碼器的體積比老型號縮小了一半。而可靠性卻得到了提高。6、安裝方便，結構牢固=BCD-M檔位編碼器配有安裝架，可以方便的安裝在標準 35mmDIN導軌上。鋁合金外殼設計使得編碼器結構牢固，散熱良好。7、兩組編碼輸出兩組編碼輸出的設計可以將主變的檔位編碼信號隔離的輸出給兩個不同的設備。或者使用一組，另一組作為備用。也可以將兩組輸出并聯，以提高編碼輸出的可靠性。8、繼電器隔離輸出BCD-M編碼器采用繼電器來隔離輸入和輸出信號。隔離電壓 2000V。有效的保護了后端的數采設備。
圖I是單片機及數碼管顯示電路圖。圖1-1是圖I所示電路的+5V工作電源(由+12VDC轉換)電路圖。圖2是線性電源電路圖。圖3是19檔輸入端子及其五個輸出端子和17檔輸入端子及其五個輸出端子的接線圖(圖中L，N指交流電源火線與零線)。
圖3-1是圖3所示與19檔輸入端子連接的編碼電路圖。圖3-2是圖3所示19檔的五個輸出端子與五個繼電器的電路圖。圖3-3是圖3所示17檔的五個輸出端子與另外五個繼電器的電路圖。
具體實施例方式圖2示出，本發明包括電源，單片機，與單片機連接的17檔或者19檔輸入通道，該 17檔輸入通道為17檔輸入端子連接編碼電路后形成五個輸出端OUTl、0UT2、0UT3、0UT4 和0UT5 ; 17檔通道的五個輸出端子DOl '、D02 '、D03 '、D04 '和D05 ';該19檔輸入通道為19檔輸入端子連接編碼電路后同樣形成五個輸出端0UT1、0UT2、0UT3、0UT4和0UT5 ；19 檔通道的五個輸出端子D01、D02、D03、D04和D05 ;電源為線性電源(輸入110VAC 220VAC 均可)110V交流電(火線和零線之間連接有瞬變抑制管VR2)連接變壓器BYQ初級線圈，變壓器次級線圈的兩個輸出端分別與整流器Dl的1、2腳連接，電解電容CEl與電容Cl并聯， 且電解電容CEl正極接于整流器Dl的4腳，電解電容CEl負極接于整流器Dl的3腳，電解電容CE2與電容C2并聯，且電解電容CE2負極接于整流器Dl的3腳，電解電容CE2正極接于穩壓二極管D2正極以及整流器Dl的3腳，穩壓二極管D2負極以及穩壓芯片LM7812的I 腳均接于整流器Dl的4腳，LM7812的2腳接于整流器Dl的3腳，LM7812的3腳串接瞬變抑制管VRl (抗雷擊)后接地(三相交流電分別與變壓器BYQ的三個初級線圈連接，圖2中， 整流器Dl型號為2KBP10)。圖3示出，還具有兩位數碼管SMG1。兩位數碼管SMGl與所述單片機連接。單片機型號為STC11F02-351-PDIP20。17檔輸入通道和19檔輸入通道同時具有；17檔輸入通道的五個輸出端0UT1、0UT2、0UT3、0UT4和0UT5分別連接繼電器JDQl '、JDQ2 '、JDQ3 '、 JDQ4 '和JDQ5 '后接地；所述17檔輸入通道的五個輸出端子DOl '、D02 '、D03 '、D04 ' 和D05 '逐一與公共端COM之間分別連接繼電器JDQ1、JDQ2、JDQ3、JDQ4和JDQ5的常開接點；19檔輸入通道的五個輸出端0UT1、0UT2、0UT3、0UT4和0UT5分別連接繼電器JDQ1、 JDQ2、JDQ3、JDQ4和JDQ5后接地；所述19檔輸入通道的五個輸出端子DOl、D02、D03、D04 和D05逐一與公共端COM之間分別連接繼電器JDQ1、JDQ2、JDQ3、JDQ4和JDQ5的常開接點 (參見圖3-1、圖3-2和圖3-3)。
權利要求
1.一種基于單片機的雙輸入B⑶編碼器，包括，電源，單片機，與單片機連接的17檔或者19檔輸入通道，該17檔輸入通道為17檔輸入端子連接編碼電路后形成五個輸出端 0UT1、0UT2、0UT3、0UT4 和 0UT5 ；17 檔通道的五個輸出端子 DOl ,、D02、D03、D04 , 和D05 ^ ;該19檔輸入通道為19檔輸入端子連接編碼電路后同樣形成五個輸出端0UT1、 0UT2、0UT3、0UT4和0UT5 ； 19檔通道的五個輸出端子D01、D02、D03、D04和D05 ;其特征是， 所述電源為線性電源110V交流電連接變壓器BYQ初級線圈，變壓器次級線圈的兩個輸出端分別與整流器Dl的1、2腳連接，電解電容CEl與電容Cl并聯，且電解電容CEl正極接于整流器Dl的4腳，電解電容CEl負極接于整流器Dl的3腳，電解電容CE2與電容C2并聯， 且電解電容CE2負極接于整流器Dl的3腳，電解電容CE2正極接于穩壓二極管D2正極以及整流器Dl的3腳，穩壓二極管D2負極以及穩壓芯片LM7812的I腳均接于整流器Dl的 4腳，LM7812的2腳接于整流器Dl的3腳，LM7812的3腳串接瞬變抑制管VRl后接地。
2.根據權利要求I所述的一種基于單片機的雙輸入BCD編碼器，其特征是，還具有兩位數碼管SMGl ;兩位數碼管SMGl與所述單片機連接。
3.根據權利要求2所述的一種基于單片機的雙輸入BCD編碼器，其特征是，所述單片機的型號為 STC11F02-351-PDIP20。
4.根據權利要求3所述的一種基于單片機的雙輸入BCD編碼器，其特征是，所述17檔輸入通道和19檔輸入通道同時具有；17檔輸入通道的五個輸出端OUTl、0UT2、0UT3、0UT4 和0UT5分別連接繼電器JDQl ,、JDQ2 ,、JDQ3 ,、JDQ4 ,和JDQ5 ,后接地；所述17檔輸入通道的五個輸出端子DOl '、D02 '、D03 '、D04 '和D05 '逐一與公共端COM '之間分別連接繼電器JDQl、JDQ2、JDQ3、JDQ4和JDQ5的常開接點；19檔輸入通道的五個輸出端OUTl、 0UT2、0UT3、0UT4 和 0UT5 分別連接繼電器 JDQ1、JDQ2、JDQ3、JDQ4 和 JDQ5 后接地；所述 19 檔輸入通道的五個輸出端子DOl、D02、D03、D04和D05逐一與公共端COM之間分別連接繼電器JDQ1、JDQ2、JDQ3、JDQ4和JDQ5的常開接點。
全文摘要
一種基于單片機的雙輸入BCD編碼器，屬用于變電站有載調壓變壓器的檔位監測的BCD編碼器。同時與單片機連接的17檔和19檔輸入通道，二者分別連接編碼電路后形成五個輸出端OUT1、OUT2、OUT3、OUT4和OUT5；工作電源采用線性電源，它由110V交流電經變壓器變壓、整流器整流，再經濾波、穩壓后供本編碼器使用。本發明具有抗干擾、抗雷擊、抗浪涌等功能，使編碼器工作更為穩定。
文檔編號G05B19/042GK102591234SQ20121003773
公開日2012年7月18日 申請日期2012年2月20日 優先權日2012年2月20日
發明者嚴勇, 劉彥琴, 劉翔宇, 張華強 申請人:成都電業局