嵌入式分享合集120

一、解析桥式整流电路

这个桥式整流电路出场率很高，看着一定眼熟。

    事实证明，强行灌输的东西总是难以下咽。记得读书那会，第一次看到这个电路时被吓到了，以至于直到这门课结束了也没搞清楚。

   本文就来分析一下此电路中电流的走向，进而理解它是如何实现整流的。

    分析之前要注意，上图黑框处相交导线不相接。

    顺便科普一下电路图中交叉导线的画法：

• 相交不相接导线，不加点的画法

 

• 相交不相接导线，用弧跨线画法

 

• 导线相交且相接，常见的一种画法

 

电流走向

1 变压器u2正半周时电流通路

2 变压器u2负半周时电流通路

输出波形

    由上面两图可见，在u2正、负半周时，通过负载RL的电流方向是一致的。

    整流之后，原先的负半周期波形反转，如下图所示。

总结电路特点

• 画图时要注意4只整流二极管连接方法；

• 电源变压器次级线圈不需要抽头；

• 每一个半周交流输入电压期间内，有2只整流二极管同时串联导通，另2只整流二极管截止；

• 桥式整流电路输出波形是全波波形。

二、5种单片机常用恒流源电路

    恒流电路有很多场合不仅需要场合输出阻抗为零的恒流源，也需要输入阻抗为无限大的恒流源，以下是几种单极性恒流电路。

类型1

  特征：使用运放，高精度

    输出电流：Iout=Vref/Rs

类型2

 

  特征：使用并联稳压器，简单且高精度

    输出电流：Iout=Vref/Rs

    检测电压：根据Vref不同（1.25V或2.5V）

类型3

 

  特征：使用晶体管，简单，低精度

    输出电流：Iout=Vbe/Rs

    检测电压：约0.6V

类型4

 

为什么不设置让，①的位置电阻R小一点,这样电流大一点，就不需要上拉电阻了呢？因为单片机是控制单元，设计时最好把强电流设计到外围电路里，如果设计到单片机内部，会烧坏板子。

    特征：减少类型3的Vbe的温度变化，低、中等精度，低电压检测

    输出电流：Iout=Vref/Rs

    输出电流：由JEFT决定

    检测电压：与JEFT有关

类型5

 

 特征：使用JEFT，超低噪声

    输出电流：由JEFT决定

几种类型电路对比

    其中类型1为基本电路，工作时，输入电压Vref与输出电流成比例的检测电压Vs(Vs=Rs×Iout)相等，如下图所示。

 注：Is=IB+Iout=Iout(1+1/hFE)其中1/hFE为误差。

    若输出级使用晶体管则电流检测时会产生基极电流分量这一误差，当这种情况不允许时，可采用下图所示那样采用FET管。

上图中，Is=Iout-IG 。

    类型2，这是使用运放与Vref（2.5V）一体化的并联稳压器电路，由于这种电路的Vref高达2.5V，所以电源利用范围较窄

    类型3，这是用晶体管代替运放的电路，由于使用晶体管的Vbe（约0.6V）替代Vref的电路，因此，Vbe的温度变化毫无改变地呈现在输出中，从而的不到期望的精度

    类型4，这是利用对管补偿Vbe随温度变化的电路，由于检测电压也低于0.1V左右，应此，电源利用范围很宽

    类型5，这是利用J-FET的电路，改变Rgs可使输出电流达到漏极饱和电流IDSS，由于噪声也很小，因此，在噪声成为问题时使用这种电路也有一定价值，在该电路中不接RGS，则电流值变成IDSS，这样，J-FET接成二极管形式就变成了“恒流二极管”

    以上电路都是电流吸收型电路，但除了类型2以外，若改变Vref极性与使用的半导体元件，则可以变成电流吐出型电路。

三、PLC程序的监控与调试

程序编写完成后，需要检查程序能否达到控制要求。检查方法主要有：

     一是从头到尾对程序进行分析来判断程序是否正确，这种方法最简单，但要求编程人员有较高的PLC理论水平和分析能力；            whaosoft aiot http://143ai.com

     二是将程序写入PLC，再给PLC接上电源和输入/输出设备，通过实际操作来观察程序是否正确，这种方法最直观可靠，但需要用到很多硬件设备并对其接线，工作量大；

     三是用软件方式来模拟实际操作，同时观察程序运行情况来判断程序是否正确，这种方法不用实际接线又能观察程序运行效果，所以适合大多数人使用，这篇文章就介绍这种方法。

一、用梯形图监控调试程序

    在监控调试程序前，需要先将程序下载到PLC，让编程软件中打开的程序与PLC中的程序保持一致，否则无法进入监控。进入监控调式模式后，PLC中的程序运行情况会在编程软件中以多种方式同步显示出来。

用梯形图监控调试程序操作过程如下。

 

单击“调试”菜单下的“程序状态”工具，如图3-23（a）所示，梯形图编辑器中的梯形图程序马上进入监控状态，编辑器中的梯形图运行情况与PLC内的程序运行保持一致。图3-23（a）所示梯形图中的元件都处于“OFF”状态，常闭触点I0.1、I0.2中有蓝色的方块，表示程序运行时这两个触点处于闭合状态。

（2）强制I0.0常开触点闭合（模拟I0.0端子外接启动开关闭合）查看程序运行情况。

     在I0.0常开触点的符号上右击，在弹出的快捷菜单中选择“强制”，会弹出“强制”对话框，将I0.0的值强制为“ON”，如图3-23（b）所示；这样I0.0常开触点闭合，Q0.0线圈马上得电（线圈中出现蓝色方块，并且显示Q0.0=ON，同时可观察到PLC上的Q0.0指示灯也会亮），如图3-23（c）所示，定时器上方显示“+20=T37”表示定时器当前计时为20×100ms=2s，由于还未到设定的计时值（50×100ms=5s），故T37定时器状态仍为OFF，T37常开触点也为OFF，仍处于断开状态。5s计时时间到达后，定时器T37状态值马上变为ON，T37常开触点状态也变为ON而闭合，Q0.1线圈得电（状态值为ON），如图3-23（d）所示。定时器T37计到设定值50（设定时间为5s）时仍会继续增大，直至计到32767停止，在此期间状态值一直为ON。I0.0触点旁出现的锁形图表示I0.0处于强制状态。

（3）强制I0.0常开触点断开（模拟I0.0端子外接启动开关断开）查看程序运行情况。

     选中I0.0常开触点，再单击工具栏上的“取消强制”工具，如图3-23（e）所示，I0.0常开触点中间的蓝色方块消失，表示I0.0常开触点已断开，但由于Q0.0常开自锁触点闭合，使Q0.0线圈、定时器T37、Q0.1线圈状态仍为ON。

（4）强制I0.1常闭触点断开（模拟I0.1端子外接停止开关闭合）查看程序运行情况。

在I0.1常闭触点的符号上右击，在弹出的快捷菜单中选择“强制”，会弹出“强制”对话框，将I0.1的值强制为“ON”，如图3-23（f）所示，这样I0.1常闭触点断开，触点中间的蓝色方块消失，Q0.0线圈和定时器T37状态马上变为OFF，定时器计时值变为0，由于T37常开触点状态为OFF而断开，Q0.1线圈状态也变为OFF，如图3-23（g）所示。

     在监控程序运行时，若发现程序存在问题，可停止监控（再次单击“程序状态”工具），对程序进行修改，然后将修改后的程序下载到PLC，再进行程序监控运行，如此反复进行，直到程序运行符合要求为止。

 用状态图表的表格监控调试程序

  除了可以用梯形图监控调试程序外，还可以使用状态图表的表格来监控调试程序。
在项目指令树区域展开“状态图表”，双击其中的“图表1”，打开状态图表，如图3-24（a）所示。在图表1的“地址”栏输入梯形图中要监控调试的元件地址（I0.0、I0.1……），在“格式”栏选择各元件数据类型，I、Q元件都是位元件，只有1位状态位，定时器有状态位和计数值两种数据类型，状态位为1位，计数值为16位（1位符号位、15位数据位）。
     为了更好地理解状态图表的监控调试，可以让梯形图和状态图表监控同时进行。先后单击“调试”菜单中的“程序状态”和“图表状态”，启动梯形图和状态图表监控，如图3-24（b）所示，梯形图中的I0.1和I0.2常闭触点中间出现蓝色方块，同时状态图表的“当前值”栏显示出梯形图元件的当前值。比如，I0.0的当前值为2#0（表示二进制数0，即状态值为OFF），T37的状态位值为2#0，计数值为+0（表示十进制数0）。在状态图表I0.0的“新值”栏输入2#1，再单击状态图表工具栏上的“强制”，如图3-24（c）所示，将I0.0值强制为ON，梯形图中的I0.0常开触点强制闭合，Q0.0线圈得电（状态图表中的Q0.0当前值由2#0变为2#1），T37定时器开始计时（状态图表中的T37计数值的当前值不断增大，计到50时，T37的状状态位值由2#0变为2#1），Q0.1线圈马上得电（Q0.0当前值由2#0变为2#1），如图3-24（d）所示。在状态图表T37计数值的“新值”栏输入+10，再单击状态图表工具栏上的“写入”， 如图3-24（e）所示，将新值+10写入覆盖T37的当前计数值，T37从10开始计时，由于10小于设定计数值50，故T37状态位当前值由2#1变为2#0，T37常开触点又断开，Q0.1线圈失电， 如图3-24（f）所示。注意：I、AI元件只能用硬件（如闭合I端子外接开关）方式或强制方式赋新值，而Q、T等元件既可用强制方式也可用写入方式赋新值。

 用状态图表的趋势图监控调试程序

   在状态图表中使用表格监控调试程序容易看出程序元件值的变化情况，而使用状态图表中的趋势图（也称时序图），则易看出元件值随时间变化的情况。

      在使用状态图表的趋势图监控程序时，一般先用状态图表的表格输入要监控的元件，再开启梯形图监控（即程序状态监控），单击状态图表工具栏上的“趋势视图”工具，如图3-25（a）所示，切换到趋势图，然后单击“图表状态”工具，开启状态图表监控，如图3-25（b）所示。可以看到随着时间的推移，I0.2、Q0.0、Q0.1等元件的状态值一直为OFF（低电平）。在梯形图或趋势图中用右键快捷菜单将I0.0强制为ON，I0.0常开触点闭合，Q0.0线圈马上得电，其状态为ON（高电平），5s后T37定时器和Q0.1线圈状态值同时变为ON，如图3-25（c）所示。在梯形图或趋势图中用右键快捷菜单将I0.1强制为ON，I0.1常闭触点断开，Q0.0、T37、Q0.1同时失电，其状态均变为OFF（低电平），如图3-25（d）所示。