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摘 要：使用微继电器代替原机械琴键开关与音周闸对音频信号的控制，采用单片机作为控制芯片，通过RS-232接口与电脑进行数据交换，使用编码技术对电脑指令及单片机端口进行编码，利用VB程序编写界面对微继电器进行自动和手动控制。
关键词：微继电器 单片机 RS-232接口 编码
中图分类号：TP368.11 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2013）008-031-02
1 前言
当今世界科技发展一日千里，计算机技术的发展更是走在时代的前端，单片机的普遍应用让传统电子现实自动化控制变得简单，机器劳动代替人手劳动正逐渐成为发展潮流。基于目明备份音频节目源采用音周闸，节目切换监听采用琴键开关所存在的问题和缺点，提出了采用微继电器与单片机控制的理念，采用编码技术，实现电脑指令与单片机状态之间的数据控制和识别，该结构很好的解决自动化控制与机械开关经常损坏的问题，在实际应用中设备运行稳定可靠，指令控制灵敏、准确效果良好。
2 设计总体思路
该设计的核心部件为音频选择控制器，它的作用主要是在电脑上通过软件控制多路输入信号中的一路信号进行输出及工作状态的反馈指示；其内部主要是由继电器板与单片机电路组成的，继电器板代替原机械琴键开关与音周闸对频信号的通断进行控制，选用微继电器作为开关元件，可以使控制电路和信号源完全隔离开来，保证了音源的纯净；音频选择控制器的具体功能之一是，当有五路节目源同时输入到控制器，选择其中一路输出到功放进行放大监听；功能之二是当有三路节目源输入，选择其中一路输出到下一个单元进行处理。功能之三是反馈设备的工作指示。根据音频选择控制器的功能要求，选用AT89C52芯片可以很好的完成上述功能，此芯片为40管脚，有四组输入/输出引脚，分别以P0、P1、P2、P3表示，每8个引脚组成一组输入/输出端分别以PX-X表示，设计将P0的8个引脚信号作为输出信号用以发出命令控制继电器的工作，而将P1、P2的8个引脚作为输入信号用以获取继电器的工作状态。
核心元件为8只微继电器，其中5只构成一组5路选一路的琴键电路，对5路输入信号源进行选择监听；另三只构成3路选一路的琴键电路，实现对2路输入信号源及本板自产生的1KHz试机信号选择；两片三—八译码器（74HC138芯片）接受单片机送来的信号后经反相器（74HC04）分别控制八只三极管（S8050）实现对微继电器线圈的供电，NE555芯片构成振荡电路，可输出一个600Hz—1.4KHz可调的矩形波信号，代替原信号发生器产生的1KHz的试机信号源，端子J1采用10PIN简易牛角座用于接受单片机的控制信号，端子J2是将微继电状态信号送给单片机处理，J3、J4接输入/输出的音频信号，分别送给功放和音频处理器。
3 单片机与电脑的通讯建立
单片机控制板采用市面极容易买到的STC89C52芯片与MAX232构成的最小单片机系统，加入两片高电平触发的74HC373作为状态锁存器可以同时控制两路节目。MAX232所构成的电平转换电路可把单片机发出的TTL电平号转成RS232所需的+12V与-12V通讯信号供给计算机处理，单片机采用C51语言编程，首先对端口进行初始化定义：
在界面程序中的VB做对应的定义后计算机就可以对单片机发出控制命令和接收状态指令。
4 电脑控制单片机指令编码
AT89C52的P0口的八个引脚用来产生控制命令，首先对这八位进行编码，当发出不同指令时，控制不同的微继电器通/断，为了能同时对A、B两块继电器板的分别控制，要求当最高为“0”时，经反相器后使第一块74HC373输出命令编码控制A号继电器板动作，而第二块74HC373未经反相则输出保持前一个状态命令编码控制B号继电器板不动作，当最高为“1”时，经反相器后第一块74373则保持命令控制A号继电器板状态，而第二块74HC373接受命令编码控制B号继电器板动作；而且T1～T5继电器组成的是一个五选一开关， T6～T8继电器组成的是一个三选一开关，当计算机发出的控制指是给T1～T5时，不能影响T6～T8继电器的动作，反之也一样，所以五选一开关的控制编码使用了P0口高4位中的低3位，其中高4位的最高位作为A、B板的识别代码，而三选一开关的控制编码使用了P0口低4位中的低3位进行编码，其中低4位中的最高位作为A、B板的识别代码，可以得出指令编码如表1。
这样，单片机要识别电脑指令编码时可以将电脑指令码与十六进制数08H与运算后，结果为08H则一定是B继电器板的三选一继电器动作指令；否则将电脑指令与十六进制数80H与运算，结果为80H则一定是B继电器板的五选一继器动作指令；否则再将电脑指令与十六进制数70H与运算，结果与电脑指令相同，那一定是A继电器板的五选一继电器动作指令；否则就是A继电器板的三选一继电器动作指令了。
5 单片机状态指令编码
AT89C52的P1口、P2口作为状态输入端口，分别用来接收两块继电器板上8个微继电器的工作状态，同时要对状态进行编码以P1口为例，编码表如表2。
因为继电器板是两组多选一开关，这样P1就有可能存在最多有两位同时为“1”的可能，所以代码的判断就必须是分段进行比较的，为了能使电路在断电的情况下也能有一路节目源会被传输到下一个单元，设计让T6工作反接点状态下，即T6不动作时，节目源接通，而T6动作则断开节目源。
将P1的状态值赋给一个变量，先用这个变量做一个五选一的判断，当判断出1、2、6、7、8位中有一个为“1”，就可以不用判断其它四位，直接再做一次三选一判断，得出的状态指令再分别赋值给变量。
6 电脑与单片机指令传递
向RS-232串口发送四个状态字，来指示音频选择当前的工作状态。完成状态指令的传递。
7 结束语
通过音频选择控制在节目传输机房半年的实际使用，设备工作稳定，能够降低节目传输过程中对值班员的依赖，提高了工作效率，减轻值班员的劳动强度，为实现节目传输自动化控制提供保障。
参考文献：
[1] 计算机仿真F型结构电能表自动检测流水线[D/OL].华人文化文网，http：//www.essaydata.com/essays/830.html，2011-12-9.
[2] 马忠梅.单片机的C语言应用程序设计（修订版）[M].北京：北京航空航天大学出版社，2001：214.
[3] （美） Microsoft公司.Visual Basic 6.0 控件参考手册[M].北京： 北京希望电子出版社，1999：356-358.
[4] 徐爱钧，彭秀华.单片机高级语言C51应用程序设计[M].北京：电子工业出版社 1998：25-35.
关键词：微继电器 单片机 RS-232接口 编码
中图分类号：TP368.11 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2013）008-031-02
1 前言
当今世界科技发展一日千里，计算机技术的发展更是走在时代的前端，单片机的普遍应用让传统电子现实自动化控制变得简单，机器劳动代替人手劳动正逐渐成为发展潮流。基于目明备份音频节目源采用音周闸，节目切换监听采用琴键开关所存在的问题和缺点，提出了采用微继电器与单片机控制的理念，采用编码技术，实现电脑指令与单片机状态之间的数据控制和识别，该结构很好的解决自动化控制与机械开关经常损坏的问题，在实际应用中设备运行稳定可靠，指令控制灵敏、准确效果良好。
2 设计总体思路
该设计的核心部件为音频选择控制器，它的作用主要是在电脑上通过软件控制多路输入信号中的一路信号进行输出及工作状态的反馈指示；其内部主要是由继电器板与单片机电路组成的，继电器板代替原机械琴键开关与音周闸对频信号的通断进行控制，选用微继电器作为开关元件，可以使控制电路和信号源完全隔离开来，保证了音源的纯净；音频选择控制器的具体功能之一是，当有五路节目源同时输入到控制器，选择其中一路输出到功放进行放大监听；功能之二是当有三路节目源输入，选择其中一路输出到下一个单元进行处理。功能之三是反馈设备的工作指示。根据音频选择控制器的功能要求，选用AT89C52芯片可以很好的完成上述功能，此芯片为40管脚，有四组输入/输出引脚，分别以P0、P1、P2、P3表示，每8个引脚组成一组输入/输出端分别以PX-X表示，设计将P0的8个引脚信号作为输出信号用以发出命令控制继电器的工作，而将P1、P2的8个引脚作为输入信号用以获取继电器的工作状态。
核心元件为8只微继电器，其中5只构成一组5路选一路的琴键电路，对5路输入信号源进行选择监听；另三只构成3路选一路的琴键电路，实现对2路输入信号源及本板自产生的1KHz试机信号选择；两片三—八译码器（74HC138芯片）接受单片机送来的信号后经反相器（74HC04）分别控制八只三极管（S8050）实现对微继电器线圈的供电，NE555芯片构成振荡电路，可输出一个600Hz—1.4KHz可调的矩形波信号，代替原信号发生器产生的1KHz的试机信号源，端子J1采用10PIN简易牛角座用于接受单片机的控制信号，端子J2是将微继电状态信号送给单片机处理，J3、J4接输入/输出的音频信号，分别送给功放和音频处理器。
3 单片机与电脑的通讯建立
单片机控制板采用市面极容易买到的STC89C52芯片与MAX232构成的最小单片机系统，加入两片高电平触发的74HC373作为状态锁存器可以同时控制两路节目。MAX232所构成的电平转换电路可把单片机发出的TTL电平号转成RS232所需的+12V与-12V通讯信号供给计算机处理，单片机采用C51语言编程，首先对端口进行初始化定义：
在界面程序中的VB做对应的定义后计算机就可以对单片机发出控制命令和接收状态指令。
4 电脑控制单片机指令编码
AT89C52的P0口的八个引脚用来产生控制命令，首先对这八位进行编码，当发出不同指令时，控制不同的微继电器通/断，为了能同时对A、B两块继电器板的分别控制，要求当最高为“0”时，经反相器后使第一块74HC373输出命令编码控制A号继电器板动作，而第二块74HC373未经反相则输出保持前一个状态命令编码控制B号继电器板不动作，当最高为“1”时，经反相器后第一块74373则保持命令控制A号继电器板状态，而第二块74HC373接受命令编码控制B号继电器板动作；而且T1～T5继电器组成的是一个五选一开关， T6～T8继电器组成的是一个三选一开关，当计算机发出的控制指是给T1～T5时，不能影响T6～T8继电器的动作，反之也一样，所以五选一开关的控制编码使用了P0口高4位中的低3位，其中高4位的最高位作为A、B板的识别代码，而三选一开关的控制编码使用了P0口低4位中的低3位进行编码，其中低4位中的最高位作为A、B板的识别代码，可以得出指令编码如表1。
这样，单片机要识别电脑指令编码时可以将电脑指令码与十六进制数08H与运算后，结果为08H则一定是B继电器板的三选一继电器动作指令；否则将电脑指令与十六进制数80H与运算，结果为80H则一定是B继电器板的五选一继器动作指令；否则再将电脑指令与十六进制数70H与运算，结果与电脑指令相同，那一定是A继电器板的五选一继电器动作指令；否则就是A继电器板的三选一继电器动作指令了。
5 单片机状态指令编码
AT89C52的P1口、P2口作为状态输入端口，分别用来接收两块继电器板上8个微继电器的工作状态，同时要对状态进行编码以P1口为例，编码表如表2。
因为继电器板是两组多选一开关，这样P1就有可能存在最多有两位同时为“1”的可能，所以代码的判断就必须是分段进行比较的，为了能使电路在断电的情况下也能有一路节目源会被传输到下一个单元，设计让T6工作反接点状态下，即T6不动作时，节目源接通，而T6动作则断开节目源。
将P1的状态值赋给一个变量，先用这个变量做一个五选一的判断，当判断出1、2、6、7、8位中有一个为“1”，就可以不用判断其它四位，直接再做一次三选一判断，得出的状态指令再分别赋值给变量。
6 电脑与单片机指令传递
向RS-232串口发送四个状态字，来指示音频选择当前的工作状态。完成状态指令的传递。
7 结束语
通过音频选择控制在节目传输机房半年的实际使用，设备工作稳定，能够降低节目传输过程中对值班员的依赖，提高了工作效率，减轻值班员的劳动强度，为实现节目传输自动化控制提供保障。
参考文献：
[1] 计算机仿真F型结构电能表自动检测流水线[D/OL].华人文化文网，http：//www.essaydata.com/essays/830.html，2011-12-9.
[2] 马忠梅.单片机的C语言应用程序设计（修订版）[M].北京：北京航空航天大学出版社，2001：214.
[3] （美） Microsoft公司.Visual Basic 6.0 控件参考手册[M].北京： 北京希望电子出版社，1999：356-358.
[4] 徐爱钧，彭秀华.单片机高级语言C51应用程序设计[M].北京：电子工业出版社 1998：25-35.