STM8S207MB单片机控制继电器的测试架设计方案

1、【Word版本下载可任意编辑】 STM8S207MB单片机控制继电器的测试架设计方案 导读：通过单片机控制继电器对一些强电开展控制的实验，它可以控制5 V和12 V电压的输出和一定范围的交直流检测，并且可以通过485通信把检测的结果传送到PC机。 随着信息科学技术的发展，工业生产扩大和产品种类的增加，在科研与生产中，检测成为每一个电子产品必不可缺少的一个环节。对测试的要求也越来越高，有时因为对一块电路板要同时测试好多功能，而无法同时检测而影响产品质量。基于STM8S207单片机的强大功能，fCPU可达24 MHz,基于哈佛构造并带有3级流水线扩展指令集，20MIPS24 MHz.程序存储器：多

2、128KB FLASH,10千次擦写后在55环境下数据可保存20年；数据存储器：多2 KB真正的数据E2PROM;可达30万次擦写RAM:多6KB.时钟、复位和电源管理2.955.5 V工作电压灵活的时钟控制，4个主时钟源，低功率晶体振荡器，外部时钟输入，用户可调整的内部16 MHzRC,内部低功耗128 kHzRC,带有时钟监控的时钟安全保障系统，低功耗模式（等待、活跃停机、停机），外设的时钟可单独关闭，永远打开的低功耗上电和掉电复位。带有32个中断的嵌套终端控制器，6个外部中断向量，多37个外部中断。定时器，2个16位通用定时器，带有2+3个，CAPCOM通道（IC,OC或PWM）。控制定

3、时器：16位，4个CAPCOM通道，3个互补输出，控制和灵活的同步带有8位预分频器的8位基本定时器。用STM8S207MB单片机控制可以很好的解决同时测试好多功能的测试要求，并且时时对电压开展检测。比一般的51和PIC单片机便宜，成本较低。 1 系统总体设计 1.1 系统功能设计 通过MCU1,MCU2,MCU3三片STM8S207单片机，它们与上位机通过芯片485通信开展连接。如图1所示。其中继电器驱动，要求电流10 A以下，40路，可以驱动强电接通，也可以模拟按键，XH-2输出。80400 V交流强电检测，16路，要求隔离检测，XH-2输入。024V弱电检测，16路，不要求隔离检测，XH-

4、2输入；60400 V直流强电检测，8路，不要求隔离检测，XH-2输入。5 V输出，要求MOS管驱动，12路，XH-2输出。12 V输出，要求MOS管驱动，12路，XH-2输出485通信，各单片机之间用芯片MAX485开展通信。主要完成功能如图1所示。硬件基本配置电路板基本构架如图2所示，这三块芯片用芯片485开展通信，然后并在一条总线上，用上位机控制。 1.2 通信协议 通信的时候数据以一帧一帧传输，一帧由5个字节组成，每个字节有11位，位起始位，第10位奇检验，第11位当数据。由PC机向MCU传输时，个字节如果接收到滤波码B3H,数据开始传输，如果接收的不是B3H,单片机则不予理睬。第2个

5、字节表示大组号和小组号，系统事先已将92路输入或者输出编号组，每一大组再分出小组，这个字节中，前3位表示大组号，001表示20路继电器输出，010表示20路继电器输出，011表示直流强电检测，100表示12 V输出，101表示弱电检测，110表示交流强电检测，后5位表示某一路的输入或者输出；第3个字节表示电路是否动作，00000001说明明电路动作了，0000000说明电路没有动作；第4个字节保存；第5个字节表示CRC中断检验。当数据由PC机向MCU传输时，第1个字节如果接收到滤波码3BH,数据开始传输，如果接收的不是3BH,单片机则不予理睬；第2个字节表示同上所述。第3第4个字节表示12位A

6、D值。第5位表示CRC中断检验，本次通信的波特率为9 600 b/s,每个字节隔0.5ms传输，每个字节每位之间的时间间隔则为100s. 1.3 管脚规划 单片机STM8S207（MCU1,MCU2,MCU3），分别控制继电器驱动和直流强电检测，5 V输出和弱电检测，12 V输出和强电检测，3块单片机用485通信，再由总芯片控制，工作电压2.955.5、5V.MCU1控制40路继电器驱动，强电检测（60400 V）共52路。 2 系统硬件设计 2.1 STM8S207MB芯片特点 它是由第5大半导体公司意法半导体生产的8位机，这种8位的STM8S207MB内核在设计时考虑了代码的效率和性能。它

7、的6个内部存放器都可以在执行程序中直接寻址。共有包括间接变址寻址和相对寻址在内的20种寻址模式和80条指令。其管脚图如图3所示。 2.2 485通信 IC-485接口电路的主要功能是：将来自微处理器的发送信号TX通过“发送器”转换成通信网络中的差分信号，也可以将通讯网络中的差分信号通过“接收器”转换成被微处理器接收的RX信号。任一时刻，IC-485收发器只能够工作在“接收”或“发送”两种模式之一，因此，必须为IC-485接口电路增加一个收/发逻辑控制电路。如图5所示。微处理器的标准串行口通过RXD直接连接ICA85R芯片的RO引脚，通过TXD直接连接IC485R芯片的DI引脚。由微处理器输出的

8、R/D信号直接控制IC485R芯片的发送器/接收器使能：R/D信号为“1”,则ICA85R芯片的发送器有效，接收器禁止，此时徽处理器可以向RS 485总线发邀数据字节；R/D信号为“0”,则SP485R芯片的发送器禁止，接收器有效，此时微处理器可以接收来自RS 485总线的数据字节。此电路中，任一时刻IC485R芯片中的“接收器”和“发送器”只能够有1个处于工作状态。连接至A引脚的上拉电阻R7、连接至B引脚的下拉电阻R8用于保证无连接的IC485R芯片处于空闲状态，提供网络失效保护，以提高IC-485节点与网络的可靠性。如果将IC485R连接至微处理器STM8S207MB芯片的UART串口，则

9、IC485R芯片的RO引脚不需要上拉；否则，需要根据实际情况考虑是否在RO引脚增加1个大约10 k的上拉电阻。 2.3 其他控制电路 在硬件设计中，还包括控制继电器驱动，如图4所示，它具有控制系统和被控制系统。通常应用于自动控制电路中，它实际上是用较小的电流去控制较大电流的一种“自动开关”.故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。 当STM8S207MB单片机输出高电平时，由于电阻R7的分压作用，使三极管饱和导通，使继电器线圈通电，吸合开关，驱动外围电路。 当STM8S207MB单片机输出低电平时，三极管截止，使继电器线圈失电，断开开关。电磁式继电器一般由铁芯、线圈、衔铁、触点簧片等

10、组成的。只要在线圈两端加上一定的电压，线圈中就会流过一定的电流，从而产生电磁效应，衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯，从而带动衔铁的动触点与静触点（常开触点）吸合。 当线圈断电后，电磁的吸力也随之消失，衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位置，使动触点与原来的静触点（常闭触点）吸合。这样吸合、释放，从而到达了在电路中的导通、切断的目的。对于继电器的“常开、常闭”触点，可以这样来区分：继电器线圈未通电时处于断开状态的静触点，称为“常开触点”;处于接通状态的静触点称为“常闭触点”. 控制80400 V交流强电检测隔离检测，XH-2输入： 工作原理：如图6所示，由XH-2输入804

11、00 V的电压，通过变压器的隔禽变压13 V,在通过4个IN4007整流二极管整流；在经过E1,C10滤波，经过电阻的分压输入单片机的AD转换引脚输入单片机，在经过一定的计算传给上位机PC显示。 变压器TR/DB-E128/7201A的变压比K=N1/N2=30,电压是380 V,称为匝比（亦称电压比）。经变压器变压后的电压390/U1=1/30,得U1=13 V.经整流管整流后的电压U2=U11.2=15.6 V,经电阻分压后输入单片机的电压（R210/（R210+R209）15.6=4.2 V还有其他的电压测出电路，如024 V弱电检测，60400 V直流强电检测，控制5 V和12 V输出

12、，控制5 V和12 V输出，单线接口模块，带有3级软件优先级设定的嵌套中断，时钟控制器，看门狗设计，电源管理，模数转换等等。 3 系统软件设计 STM8单片机的C语言编译器是COSMIC,是一款专用于ST公司的单片机的编译器。包括MCU1的软件与上位机通信软件程序示，函数声明及变量定义程序、I/O口初始化程序、A/D转化初始化和延时程序、I/O输出函数、电压采样函数、看门狗函数、通信中断函数、TIM4中断函数，以TIM4中断函数为例： TIM4中断函数程序： 4 硬件接口连接与调试 将STMSS207MB与外设之间开展连接并开展系统调试，在开展硬件电路的实验调试时，首先检测各电路板的主要模块之

13、间的连通性，即保证电路连接无误，是否有电路，对系统各硬件电路开展检测，保证各模块可以正常工作，同时保证各硬件电路可以由STM8S207MB开展控制，并能保证和上位机之间能正常通信。 （1）安装stvd软件； （2）将软件导入stvd,调试程序有没有错误； （3）如果没有错误，就可以用仿真器在程序通过SWIN烧入单片机； （4）在把已经通过stvd调试的程序植入硬件电路中，仿真看一下是否跟预期效果相同。 5 结语 基于STM8S207MB有高性能内核，抗干扰能力强，品质安全可靠。的130 nm制造工艺，优异的性价比。程序空间从4128 KB,芯片选择从20脚到80脚，宽范围产品系列。 系统成本低

14、，内嵌E2PROM和高精度RC震荡器。开发容易，拥有本地工具支持。由于使用环境、成本等因素，该测试车架-控制继电器驱动，控制电流10 A以下，可以控制40路，可以驱动强电接通，也可以模拟按键，XH-2输出；80400 V交流强电检测，可以检测16路，隔离检测，XH-2输入。 024 V弱电检测，多可以检测16路，不隔离检测，XH-2输入；60400 V直流强电检测，多可检测8路，不隔离检测，XH-2输入。5 V输出，MOS管驱动，可以输出12路，XH-2输出；12 V输出，要求MOS管驱动，可以输出12路，XH-2出，485通信，各单片机与PC之间用芯片MAX 485开展通信，PC可以实时的对检测的电压开展显示。 该测试架可以特别适用电子行业，对PCB板的测试。实验结果证明测试架可以获得基本功能如下： （1）继电器驱动，控制电流10 A以下，多控制40路，可以驱动强电接通，也可以模拟按键，XH-2输出； （2）80400 V交流强电检测，多可以检测16路，隔离检测，XH-2输入； （3）024 V弱电检测，多可以检测16路，不隔离检测，XH-2输入； （4）60400 V直流强电检测，多可检测8路，不隔离检测，XH-2输入； （5）5 V输出，MOS管驱动，多可以输出12路，XH-2输出； （6）12 V输出，要求MOS管驱动，多可以输出12路，XH-2出； （7）48