專利名稱：基于微處理器的紅外遙控機床電路模擬故障設置裝置的制作方法
技術領域：
基于微處理器的紅外遙控機床電路模擬故障設置裝置，屬于教學儀器技術領域。具體涉及一種基于微處理器的使用紅外遙控技術驅(qū)動繼電器對機床電路進行故障模擬的
>J-U ρ α裝直。
背景技術：
線路的故障排查是高校特別是大中專院校電氣專業(yè)學生的一項基本功，是電類崗位的一項基本素質(zhì)能力要求，因此，熟練掌握故障判斷、分析故障原因、測量查找故障、排除故障的基本技能對高職學生來說非常重要。目前，在高職院校日常教學中，普遍采用的是教師通過傳統(tǒng)的手動的故障設置方式，這種傳統(tǒng)的手動設置方式有以下幾個不足:第一，設置故障麻煩，給老師帶來了較大的工作量，給學生們的操作訓練帶來些許不方便；第二，故障點設置的不夠隱蔽，容易誘導學生的投機心理，學生在訓練中容易從外觀上辨認故障點，或測量時不遵循正確的排查思路而直接測量接線端子；第三，設置過程費時，效率低下。從而無法達到很好的教學、訓練效果。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型要解決的技術問題是:克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種解決了傳統(tǒng)機床電路模擬故障手動設置故障點不隱蔽，設置過程費時等弊端，提高教學效率，達到很好教學實訓效果的基于微處理器的紅外遙控機床電路模擬故障設置裝置。本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是:該基于微處理器的紅外遙控機床電路模擬故障設置 裝置，包括外殼部分和放置在外殼部分內(nèi)的電路部分，其特征在于:所述的電路部分包括紅外線接收模塊、微處理器模塊、下載模塊、數(shù)碼管顯示模塊、驅(qū)動電路和繼電器模塊，紅外線接收模塊與微處理器模塊相連，將接收到的信號傳遞到微處理器；下載模塊與微處理器模塊雙向相連，完成與微處理器模塊之間的信息交換；微處理器模塊與數(shù)碼管顯示模塊相連，進行信息的顯示；微處理器同時連接驅(qū)動電路，驅(qū)動電路連接繼電器模塊，繼電器模塊連接機床電路，微處理器通過驅(qū)動電路完成對繼電器模塊中的繼電器的控制。所述的繼電器模塊包括繼電器Sf S14的14個繼電器。所述的電路部分設置有兩路獨立的供電電路，第一路對繼電器模塊以及驅(qū)動電路供電；第二路對微處理器模塊、下載模塊、數(shù)碼管顯示模塊以及紅外線接收模塊進行供電。所述的繼電器模塊和驅(qū)動電路，包括電阻RfR28，三極管QfQ14，繼電器Sf S14，二極管D1 D14，發(fā)光二極管DS1 DS14，電源+5V同時并聯(lián)三極管Q1 Q14的集電極，三極管Ql、14的基極同時依次連接電阻RfR14的一端，電阻RfR14的另一端依次為端子Fl F14，分別與微處理器U5上的端子Fl F14相連；三極管Ql Q14的發(fā)射極依次并聯(lián)二極管DfD14的陰極，二極管DfD14的陽極同時接地；三極管Qf Q14的發(fā)射極同時依次并聯(lián)繼電器Sf S14的I腳，繼電器Sf S14的3腳同時接地；三極管Qf Q14的發(fā)射極同時依次并聯(lián)發(fā)光二極管DSfDSH的陽極，發(fā)光二極管DSfDSH的陰極分別串聯(lián)電阻R15 R28之后接地。所述的微處理器模塊，包括微處理器U5，排阻RPl，電阻R41 R42，電容C12 C13、電解電容C14、電容C15，按鍵K3、USB接口 J2、紅外接收器U6和晶振Yl ;微處理器U5的18腳和19腳分別串聯(lián)電容C13和電容C12之后接地，微處理器U5的18腳和19腳之間同時并聯(lián)晶振Yl ；電源+5V同時并聯(lián)電阻R42的一端和電解電容C14的正極，電阻R42的另一端串聯(lián)按鍵K3之后與電解電容C14的負極并聯(lián)并同時接到微處理器U5的9腳，微處理器U5的9腳與接地端之間并聯(lián)電阻R41 ;微處理器U5的10腳 17腳分別引出端子C1 C8，USB接口 J2的4腳接地，USB接口 J2的I腳接電源+5V，USB接口 J2的2腳和3腳分別與微處理器的11腳和10腳相連，微處理器U5的11腳和10腳分別引出端子RXD和端子TXD，分別與下載模塊中通訊模塊U2的10腳和9腳相連，紅外接收器U6的I腳與微處理器U5的12腳相連，紅外接收器U6的2腳接地，3腳接電源+5V，2腳和3腳之間同時并聯(lián)電容C15 ;微處理器U5的20腳接地，40腳接電源+5V ;微處理器U5的21腳 28腳以及3腳 8腳依次引出端子Ff F14，分別與驅(qū)動電路中的端子F1 F14相連；排阻RPl的I腳接電源+5V，2腳 9腳分別連接微處理器U5的39腳 32腳；微處理器的39腳 33腳分別引出端子Α1 A7，分別與數(shù)碼管顯示模塊中的端子Af A7相連，微處理器的32腳引出端子BI，與數(shù)碼管顯示模塊中的端子BI相連，微處理器的I腳和2腳分別引出端子B2、3，分別與數(shù)碼管顯示模塊中的端子B2、3相連。與現(xiàn)有技術相比，本實用新型的所具有的有益效果是:1、本裝置解決了傳統(tǒng)機床電路模擬故障手動設置故障點不隱蔽，設置過程費時等弊端，提高教學效率，能夠達到很好教學實訓效果；2、本裝置采用的紅外遙控的遙控距離不低于2米，采用國際標準紅外協(xié)議，解碼方便穩(wěn)定；3、采用了繼電器部分和微處理器部分獨立供電的供電方式，既能夠避免直接相互干擾，又提聞了每一路供電電源的帶負載能力；4、本裝置中采用了 14組繼電器，可以根據(jù)需要同時設置一組或多組故障，并可根據(jù)需要陸續(xù)添加繼電器的數(shù)量；5、電路中采用了可靠地保護措施，使其工作狀態(tài)更可靠、穩(wěn)定；6、適用范圍廣，可適用于幾乎所有的電器類實驗電路，且成本低廉。

圖1為本實用新型電路原理方框圖。圖2為本實用新型繼電器供電電路原理圖。圖3為本實用新型控制器供電電路原理圖。圖4為本實用新型繼電器Sf S7電路原理圖。圖5為本實用新型繼電器S8 S14電路原理圖。圖6為本實用新型數(shù)碼管顯示模塊電路原理圖。圖7為本實用新型下載模塊電路原理圖。圖8為本實用新型微處理器模塊電路原理圖。
具體實施方式
圖Γ8是本實用新型的最佳實施例，
以下結合附圖Γ8對本實用新型做進一步說明。如圖1所示為本實用新型電路原理方框圖，紅外線接收模塊與微處理器模塊相連，將接收到的從紅外線遙控器發(fā)出的信號傳遞到微處理器模塊。下載模塊與微處理器模塊雙向相連，可以通過下載模塊完成與微處理器模塊之間的信息交換。微處理器模塊與數(shù)碼管顯示模塊相連，通過內(nèi)部程序使數(shù)碼管對需要進行顯示的信息進行顯示。微處理器模塊同時連接驅(qū)動電路，并通過驅(qū)動電路完成對相應的繼電器模塊的控制。繼電器模塊的常閉觸點連接在機床電路中，當繼電器動作時，繼電器的常閉觸點斷開，實現(xiàn)對機床電路故障的設置。本實用新型中設置了 14個繼電器，可以對機床電路中進行14個故障點的設置。本實用新型共設置了兩路供電電路，第一路對繼電器模塊以及驅(qū)動電路供電，稱為繼電器供電電路；第二路對微處理器模塊、下載模塊、數(shù)碼管顯示模塊以及紅外線接收模塊進行供電，稱為控制器供電電路。采用兩路供電的方式，既能夠避免電路之間相互干擾，又提聞了每一路供電電路的帶負載能力。如圖2所示為本實用新型繼電器供電電路原理圖。12V電源正極串聯(lián)按鍵Kl之后同時并聯(lián)穩(wěn)壓集成電路U3的I腳和電容C6的一端，穩(wěn)壓集成電路U3的3腳和電容C6的另一端接地。穩(wěn)壓集成電路U3的2腳同時并聯(lián)電容C7的一端和二極管D15的陽極，電容C7的另一端接地，二極管D15的陰極同時并聯(lián)電阻R39的一端、電解電容CS的正極以及二極管D16的陰極，電阻R39的另一端串聯(lián)發(fā)光二極管DS15之后接地，電解電容C8的負極接地，二極管D16的陽極接地，從二極管D15陰極引出的電源+5V。如圖3所示為被使用新型控制器供電電路原理圖。控制器供電電路原理圖構成與繼電器供電電路原理圖相同。12V電源正極串聯(lián)按鍵K2之后同時并聯(lián)穩(wěn)壓集成電路U4的I腳和電容C9的一端，穩(wěn)壓集成電路U4的3腳和電容C9的另一端接地。穩(wěn)壓集成電路U4的2腳同時并聯(lián)電容Cl O的一端和二極管D17的陽極，電容ClO的另一端接地，二極管D17的陰極同時并聯(lián)電阻R40的一端、電解電容Cll的正極以及二極管D18的陰極，電阻R40的另一端串聯(lián)發(fā)光二極管DS16之后接地，電解電容Cll的負極接地，二極管D18的陽極接地，從二極管D17陰極弓丨出的電源+5V。在圖2 3所示的兩個供電電路中電容C6飛7、電解電容C8、電容CfClO以及電解電容Cll起到濾波的作用。按鍵Kl和按鍵K2為電源開關。發(fā)光二極管DS15和發(fā)光二極管DS16主要起到指示燈的作用，電阻R39和電阻R40分別為發(fā)光二極管DS15和發(fā)光二極管DS16的限流電阻。二極管D16和二極管D18為防反接二極管。穩(wěn)壓集成電路U3和穩(wěn)壓集成電路U4將12V電源轉(zhuǎn)換成電路可以使用的+5V電源。如圖4飛所示為本實用新型繼電器模塊以及驅(qū)動電路的電路原理圖。電源+5V同時并聯(lián)三極管Ql、14的集電極，三極管Qf Q14的基極同時依次串聯(lián)到電阻Rf R14的一端，電阻R1 R14的另一端依次為端子F1 F14，分別與微處理器U5上的端子F1 F14相連。三極管Qf Q14的發(fā)射極依次并聯(lián)二極管Df D14的陰極，二極管Df D14的陽極同時接地；三極管Qf Q14的發(fā)射極同時依次并聯(lián)繼電器Sf S14的I腳，繼電器Sf S14的3腳同時接地；三極管Ql、14的發(fā)射極同時依次并聯(lián)發(fā)光二極管DS1 DS14的陽極，發(fā)光二極管DS1 DS14的陰極分別串聯(lián)電阻R15 R28之后接地。在繼電器Sf S14中的每一個繼電器，其I腳和3腳分別為繼電器的線圈引腳，2腳和5腳組成繼電器的常閉觸點，2腳和4腳組成繼電器的常閉觸點。在本實用新型的實際使用當中，將繼電器Sf S14的2腳和5腳接入機床電路中所需要進行故障設置的線路內(nèi)，當繼電器Sf S14中的某個繼電器動作時，相應的常閉觸點斷開，完成故障點的設置。如圖6所示為本實用新型的數(shù)碼管顯示模塊電路原理圖，電阻R29 R31的一端分別依次連接三極管Q15 Q17的基極。電阻R29 R31的另一端分別為端子B3、l，分別與微處理器U5上的端子B3 B1相連。三極管Q15 Q17的集電極同時接入電源+5V，三極管Q15 Q17的發(fā)射極分別連接到數(shù)碼管Ul的5腳、4腳和I腳。數(shù)碼管Ul的2腳、6腳、8腳、10腳、11腳、3腳和7腳分別依次連接到電阻R32 R38的一端，電阻R32 R38的另一端分別依次為端子Af A7，分別與微處理器U5上的端子Af A7相連。數(shù)碼管Ul的9腳懸空。當需要進行數(shù)碼管Ul顯示時，微處理器U5根據(jù)內(nèi)部程序的設定，從相應的管腳發(fā)出信號，驅(qū)動數(shù)碼管Ul進行所需內(nèi)容的顯示。如圖7所示為本實用新型的下載模塊電路原理圖。通訊模塊U2的I腳和3腳之間并聯(lián)電容Cl，4腳和5腳時間并聯(lián)電容C2。通訊模塊U2的9腳和10腳分別為端子TXD和端子RXD，分別與微處理器U5上的端子TXD和端子RXD相連。通訊模塊U2的2腳和16腳之間并聯(lián)電容C3，16腳同時連接電源+5V。通訊模塊U2的6腳和15腳之間并聯(lián)電容C4，15腳同時接地。通訊模塊U2的16腳和15腳之間同時并聯(lián)電容C5。通訊模塊U2的7腳8腳分別連接232通訊接口 Jl的第2腳和第3腳。通訊模塊U2為單電源電平轉(zhuǎn)換芯片，通過通訊模塊U2的電平轉(zhuǎn)換功能，實現(xiàn)計算機與微處理器U5之間的通訊。如圖8所示為本實用新型微處理器模塊電路原理圖。微處理器U5的18腳和19腳分別串聯(lián)電容C13和電容C12之后接地。微處理器U5的18腳和19腳之間同時并聯(lián)晶振Y1。電源+5V同時并聯(lián)電阻R42的一端和電解電容C14的正極，電阻R42的另一端串聯(lián)按鍵K3之后與電解電容C14的負極并聯(lián)并同時接到微處理器U5的9腳，微處理器U5的9腳與接地端之間并聯(lián)電阻R41。微處理器U5的10腳 17腳分別引出端子C1 C8，USB接口J2的4腳接地，I腳接電源+5V，2腳和3腳分別與微處理器的11腳和10腳相連。微處理器U5的11腳和10腳分別引出端子RXD和端子TXD，分別與下載模塊中通訊模塊U2的10腳和9腳相連。紅外接收器U6的I腳與微處理器U5的12腳相連，紅外接收器U6的2腳接地，3腳接電源+5V，2腳和3腳之間同時并聯(lián)電容C15。微處理器U5的20腳接地，40腳接電源+5V。微處理器U5的21腳 28腳以及3腳 8腳依次引出端子Fl F14，分別與驅(qū)動電路中的端子F1 F14相連。排阻RPl的I腳接電源+5V，2腳 9腳分別連接微處理器U5的39腳 32腳。微處理器的39腳 33腳分別引出端子Af A7，分別與數(shù)碼管顯示模塊中的端子Af A7相連，微處理器的32腳引出端子BI，與數(shù)碼管顯示模塊中的端子BI相連，微處理器的I腳和2腳分別引出端子B2、3，分別與數(shù)碼管顯示模塊中的端子B2、3相連。具體工作過程如下:首先根據(jù)需要選擇使用本實用新型繼電器模塊中的14個繼電器中的一個或多個，并將其常閉觸點接入機床電路中需要進行故障設置的線路中。然后按下按鍵Kl和按鍵K2，啟動本實用新型的繼電器供電電路和控制器供電電路，按下之后，穩(wěn)壓集成電路U3和穩(wěn)壓集成電路U4開始工作，并且相應的發(fā)光二極管DS15和發(fā)光二極管DS16發(fā)光，表示電路正常工作。[0036]當教師需要對機床電路中進行故障點設置時，按下紅外遙控器上相應的標有故障點編號的按鍵，按下“確認”鍵之后，紅外遙控器發(fā)出紅外信號，該信號由紅外接收器U6接收，并傳送到微處理器U5的12腳，微處理器U5接收到該信號之后，經(jīng)過內(nèi)部程序，判斷出教師按下的故障點的編號，然后從相應的腳發(fā)出信號，驅(qū)動相應的驅(qū)動電路，使相應的繼電器線圈上電并動作，繼電器的常閉觸點斷開，實現(xiàn)故障的設置。以I號故障點為例:教師按下紅外遙控器上I號故障點所對應的按鍵時，紅外遙控器發(fā)出信號，紅外接收器U6接收到該信號，并傳送到微處理器U5的12腳，微處理器U5接收到該信號之后經(jīng)過內(nèi)部程序判斷出該信號所對應的編號為I號，然后從微處理器U5的21腳發(fā)出信號，該信號傳遞到驅(qū)動電路，并經(jīng)由電阻Rl加載到三極管Ql的基極，并使三極管Ql導通，三極管Ql導通時候，電源+5V通過三極管Ql加載到繼電器SI的I腳，并使得繼電器SI的線圈上電并動作，繼電器SI的2腳與5腳斷開，與4腳吸合，實現(xiàn)機床電路故障點的設置，三極管Ql導通的同時發(fā)光二極管DSl導通發(fā)光，表示I號故障點設置成功。其他故障點設置的工作原理相同。在微處理器U5發(fā)出驅(qū)動信號的同時，還可以根據(jù)內(nèi)部程序的設定，驅(qū)動數(shù)碼管顯示模塊進行顯示。在本實用新型中，繼電器模塊包括繼電器Sf S14，可以對電路中14個位置進行故障點的設置，可以根據(jù)需要繼續(xù)添加幾點起的數(shù)量。穩(wěn)壓集成電路U3和穩(wěn)壓集成電路U4采用的是型號為L7806AB-V的芯片，還可以根據(jù)需要采用其他芯片，如:78系列穩(wěn)壓集成電路，也可采用穩(wěn)壓二極管。數(shù)碼管Ul采用的是型號為LD-3461BS的數(shù)碼管，還可以根據(jù)需要采用其他型號的芯片，如:LA5011AG、TLR0501HRC、5461BS 等八段數(shù)碼管。通訊模塊U2采用的是型號為MAX232PE的芯片，還可以根據(jù)需要采用其他型號的芯片，如:CH341A等芯片。微處理器U5采用的是型號為STC89C52的芯片，還可以根據(jù)需要采用其他型號的芯片，如:STC89C5系列、AT89C5系列、AT89S5系列等8051內(nèi)核芯片。以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例而已，并非是對本實用新型作其它形式的限制，任何熟悉本專業(yè)的技術人員可能利用上述揭示的技術內(nèi)容加以變更或改型為等同變化的等效實施例。但是凡是未脫離本實用新型技術方案內(nèi)容，依據(jù)本實用新型的技術實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與改型，仍屬于本實用新型技術方案的保護范圍。
權利要求1.基于微處理器的紅外遙控機床電路模擬故障設置裝置，包括外殼部分和放置在外殼部分內(nèi)的電路部分，其特征在于:所述的電路部分包括紅外線接收模塊、微處理器模塊、下載模塊、數(shù)碼管顯示模塊、驅(qū)動電路和繼電器模塊，紅外線接收模塊與微處理器模塊相連，將接收到的信號傳遞到微處理器；下載模塊與微處理器模塊雙向相連，完成與微處理器模塊之間的信息交換；微處理器模塊與數(shù)碼管顯示模塊相連，進行信息的顯示；微處理器同時連接驅(qū)動電路，驅(qū)動電路連接繼電器模塊，繼電器模塊連接機床電路，微處理器通過驅(qū)動電路完成對繼電器模塊中的繼電器的控制。
2.根據(jù)權利要求1所述的基于微處理器的紅外遙控機床電路模擬故障設置裝置，其特征在于:所述的繼電器模塊包括繼電器Sf S14的14個繼電器。
3.根據(jù)權利要求1所述的基于微處理器的紅外遙控機床電路模擬故障設置裝置，其特征在于:所述的電路部分設置有兩路獨立的供電電路，第一路對繼電器模塊以及驅(qū)動電路供電；第二路對微處理器模塊、下載模塊、數(shù)碼管顯示模塊以及紅外線接收模塊進行供電。
4.根據(jù)權利要求1所述的基于微處理器的紅外遙控機床電路模擬故障設置裝置，其特征在于:所述的繼電器模塊和驅(qū)動電路，包括電阻RfR28，三極管QfQ14，繼電器SfS14，二極管D1 D14，發(fā)光二極管DS1 DS14，電源+5V同時并聯(lián)三極管Ql Q14的集電極，三極管Ql、14的基極同時依次連接電阻RfR14的一端，電阻RfR14的另一端依次為端子Fl F14，分別與微處理器U5上的端子Fl F14相連；三極管Ql Q14的發(fā)射極依次并聯(lián)二極管DfD14的陰極，二極管DfD14的陽極同時接地；三極管Qf Q14的發(fā)射極同時依次并聯(lián)繼電器SfS14的I腳，繼電器SfS14的3腳同時接地；三極管Ql、14的發(fā)射極同時依次并聯(lián)發(fā)光二極管DSfDSH的陽極，發(fā)光二極管DSfDSH的陰極分別串聯(lián)電阻R15 R28之后接地。
5.根據(jù)權利要求1所述的基于微處理器的紅外遙控機床電路模擬故障設置裝置，其特征在于:所述的微處理器模塊，包括微處理器U5,排阻RPl,電阻R41 R42,電容C12 C13、電解電容C14、電容C15，按鍵K3、USB接口 J2、紅外接收器U6和晶振Yl ;微處理器U5的18腳和19腳分別串聯(lián)電容C13和電容C12之后接地，微處理器U5的18腳和19腳之間同時并聯(lián)晶振Yl ;電源+5V同時并聯(lián)電阻R42的一端和電解電容C14的正極，電阻R42的另一端串聯(lián)按鍵K3之后與電解電容C14的負極并聯(lián)并同時接到微處理器U5的9腳，微處理器U5的9腳與接地端之間并聯(lián)電阻R41 ;微處理器U5的10腳 17腳分別引出端子C1 C8，USB接口 J2的4腳接地，USB接口 J2的I腳接電源+5V，USB接口 J2的2腳和3腳分別與微處理器的11腳和10腳相連，微處理器U5的11腳和10腳分別引出端子RXD和端子TXD，分別與下載模塊中通訊模塊U2的10腳和9腳相連，紅外接收器U6的I腳與微處理器U5的12腳相連，紅外接收器U6的2腳接地，3腳接電源+5V，2腳和3腳之間同時并聯(lián)電容C15 ;微處理器U5的20腳接地，40腳接電源+5V ;微處理器U5的21腳 28腳以及3腳 8腳依次引出端子Ff F14，分別與驅(qū)動電路中的端子F1 F14相連；排阻RPl的I腳接電源+5V，2腳、腳分別連接微處理器U5的39腳 32腳；微處理器的39腳 33腳分別引出端子Af A7，分別與數(shù)碼管顯示模塊中的端子Af A7相連，微處理器的32腳引出端子BI，與數(shù)碼管顯示模塊中的端子BI相連，微處理器的I腳和2腳分別引出端子B2、3，分別與數(shù)碼管顯示模塊中的端子B2、3相連。
專利摘要基于微處理器的紅外遙控機床電路模擬故障設置裝置，屬于教學儀器技術領域。包括外殼部分和放置在外殼部分內(nèi)的電路部分，其特征在于所述的電路部分包括紅外線接收模塊、微處理器模塊、下載模塊、數(shù)碼管顯示模塊、驅(qū)動電路和繼電器模塊，紅外線接收模塊與微處理器模塊相連，將接收到的信號傳遞到微處理器；微處理器模塊同時與下載模塊、數(shù)碼管顯示模塊、驅(qū)動電路相連相連，實現(xiàn)了信息交換、數(shù)碼管的顯示，并通過驅(qū)動電路完成對繼電器模塊中的繼電器的控制。本裝置解決了傳統(tǒng)機床電路模擬故障手動設置故障點不隱蔽，設置過程費時等弊端，提高教學效率，達到很好教學實訓效果。
文檔編號G09B23/18GK203013083SQ20122072265
公開日2013年6月19日 申請日期2012年12月25日 優(yōu)先權日2012年12月25日
發(fā)明者高鵬, 肖永興, 崔現(xiàn)金 申請人:淄博市技師學院