显示电路采用 LCD汉字液晶显示。LCD液晶显示与 LED数码管显示相比具有信息量大,省电,且连接线路简单等优点。但液晶显示的一个致命弱点是抗静电干扰能力差,在使用中一旦有较强的干扰信号出现,显示器就会出现乱码或花屏。尤其是有汉字的液晶显示器花屏出现的机率更高。解决的方法是一方面尽量切断产生静电干扰的途径,另方面是减少液晶显示器本身产生静电干扰的条件。其中,后者更为重要。一般液晶显示器在结构上都有固定液晶显示器面板的金属框。如果在安装时该金属框直接接触外边的固定表盘,形成接触面,使液晶面板会通过金属框及外面固定的金属表盘之间产生电容效应,因而静电干扰不可避免。如图 4所示,要减少静电干扰就必须减少电容效应。具体解决的措施是:将开孔尺寸拓展到图中虚线位置。使得显示器的金属框远离仪表机壳,实测结果电容效应几乎为零。从而乱码和花屏现象不再出现。
2.6外部看门狗与外部时钟
看门狗也称程序监视定时器。尽管 AVR单片机系统内也有该功能的设置,但在应用实践中发现当干扰严重时该功能会失效,即系统死机后单片机内部的看门狗也无法复位。故有必要在单片机外部单独设计看门狗电路。如图 5所示,由 MC4060芯片及外围电路构成一个看门狗电路。MC4一体电感公司060是一个带外接振荡的 14分频定时计数器,R18和 C2时间常数决定振荡频率。采用如图参数时,该振荡频率经过 2秒左右时间后 14分频计数器将被记满,Q14由低电平变高电平经功率电感三极管 Q3构成的反相器使输出变为低电平,M16单片机被复位。程序正常运行时,会在规定的时间以内(2S左右)由程序向看门狗 MC4060芯片及时发清零(喂狗)信号,使定时计数器还没有记满就被清除,故不会产生复位信号;当程序“跑飞”时,看门狗便不能在规定的时间内得到清除(喂狗)信号,则看门狗将使 M16单片机复位使程序重新开始工作。
为配合看门狗在控制器死机后的复位工作,如图 5所示控制器的系统时钟由外部的时钟专用集成电路 DS1307提供,AVR单片机内部时钟资源仅对程序中的延时变量提供相对时间。这样的好处是当看门狗一旦使系统复位,AVR内部时钟必然要清零,而外部系统时钟不会被清零,不影响控制器定时启动或定时停止等项功能的实施。另外,外部时钟 DS1307芯片耗电极省仅需 0.5微安,而内部时钟即使在省电模式下也需要几毫安以上。若用小型 20mAh容量锂电作电源后备,掉电后外部专用时钟可在几年内信息不丢,而内部时钟不到一天就没电了。
3.结束语
在设计开发 A VR单片机在工业控制系统中的应用中,抗干扰是一个不能绕过去的现实课题。要解决该课题,熟悉常用的抗干扰措施是功率电感器制作一个重要前提。但由于干扰因素多,控制对象及所要求的控制功能不尽相同,所以抗干扰措施并没有固定模式,只能在实践中通过不断摸索来筛选更合理更有效的方案。本文所述的抗干扰措一体成型电感器制作施是一点实践经验的总结,供参考。
本文创新点:1.在 DS18B20数据线上接阻容电路;2.在电源的输入端并联压敏电阻以吸收尖峰电压;3.加大液晶显示器开孔尺寸以减少它本身产生静电干扰。