摘 要：傳統(tǒng)的單片機(jī)系統(tǒng)的電源檢測和數(shù)據(jù)保護(hù)功能采用的是光耦隔離，由于光耦隔離只有一個比較電壓，因而電路設(shè)計(jì)顯得非常復(fù)雜。隔離變送器為電源監(jiān)測和數(shù)據(jù)保護(hù)解決方案提供了新的思路，因?yàn)楦綦x變送器有著多個比較點(diǎn)并可以隨機(jī)設(shè)置程序，而且不用更改硬件，還可以得到多個電壓點(diǎn)的監(jiān)控，用于寬電壓輸入的隔離電源系統(tǒng)的電壓監(jiān)控，可以簡化復(fù)雜的硬件電路及處理程序。 關(guān)鍵詞：隔離變送器;單片機(jī);電源監(jiān)測;數(shù)據(jù)保護(hù) 　　在單片機(jī)系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用中，經(jīng)常會遇到這樣兩種情況：第一種是系統(tǒng)電壓瞬時欠壓導(dǎo)致單片機(jī)程序“跑飛”，使系統(tǒng)不能正常工作;第二種是系統(tǒng)意外掉電導(dǎo)致重要數(shù)據(jù)丟失而不能恢復(fù)。為了盡量避免這兩種情況的發(fā)生，需要加上電源檢測和保護(hù)電路，以提高系統(tǒng)的抗干擾性和安全性。 　　在現(xiàn)今的測量系統(tǒng)中，常常使用隔離電源給系統(tǒng)供電，DC-DC電源模塊進(jìn)行隔離，使到輸入輸出通道兩邊的所有信號沒有任何電氣上聯(lián)系，達(dá)到抑制電磁干擾和消除接地環(huán)路,保護(hù)系統(tǒng)電路免受外部網(wǎng)絡(luò)影響的效果。一般地，部分系統(tǒng)要求DC-DC產(chǎn)品一般是前端寬電壓輸入（如18～36V，9～18V等），穩(wěn)壓輸出。對于寬電壓輸入的電源監(jiān)測，需要采用新的方法實(shí)現(xiàn)。這里所介紹的是用廣州金升陽科公司的隔離變送器T6650D（圖1）和隔離電源WRB2412ZP-3W（圖2）構(gòu)成的一種實(shí)用的寬電壓輸入的隔離電源掉電檢測和數(shù)據(jù)保護(hù)電路。 　　隔離放大器，就是使輸入與輸出之間電氣絕緣的放大器，在測量設(shè)備、醫(yī)療電子設(shè)備、電力設(shè)備等方面被廣泛應(yīng)用。在工業(yè)生產(chǎn)過程中實(shí)現(xiàn)監(jiān)視和控制需要用到各種各樣自動化儀表，控制系統(tǒng)及執(zhí)行機(jī)構(gòu)，構(gòu)成系統(tǒng)后有時往往發(fā)現(xiàn)在儀表和設(shè)備這間信號傳輸互相干擾，造成系統(tǒng)不穩(wěn)定甚至誤操作。使用隔離變送器，可以有效地去除電磁干擾、高頻信號滲入的影響;同時可以保護(hù)后級設(shè)備的安全，防止誤動作和事故擴(kuò)大;另外，部分系統(tǒng)使用隔離電源，系統(tǒng)連接存在多點(diǎn)接地，這樣設(shè)備之間的信號參考點(diǎn)之間可能存在電勢差，從而形成“接地環(huán)路”造成信號傳輸過程中失真，使用隔離變送器可以有效解決此類問題。 　　金升陽公司的T6650D主要性能和特點(diǎn)： 　　1. 高精度隔離變送器，達(dá)0.1%F.S.; 　　2. 工作電壓為12V; 　　3. 輸入信號0～5V，輸入阻抗大于10MΩ; 　　4. 輸出信號0～5V，輸出是低阻抗; 　　5. 良好的抗干擾能力。 　　T6650D 模塊的功能結(jié)構(gòu)如圖3： [align=center] 圖3[/align] 　　系統(tǒng)電源輸入后，經(jīng)WRB2412ZP-3W隔離輸出，得到12V穩(wěn)壓電源。12V電源供給T6650D，作為T6650D的供電電源。12V電壓經(jīng)LDO降壓后，輸出3.3V給MSP430單片機(jī)提供工作電源。如果對整機(jī)功耗有要求的話，可選用MORNSUN的K7803-500（圖4）。 [align=center] 圖4[/align] 　　由于隔離變送器T6650D是三隔離，即供電，信號輸入，信號輸出之間相互隔離，而系統(tǒng)只需要信號輸入與輸出隔離，所以，需要將T6650D信號輸出地（1腳）與供電地（24腳）連接在一起，從而構(gòu)成雙隔離模塊使用。電路如圖5： [align=center] 圖5[/align] 　　系統(tǒng)電源電壓18～36V，經(jīng)R1，R2分壓后，輸入T6650D信號輸入端。因?yàn)榭紤]到單片機(jī)用3.3V供電，而且絕大部分單片機(jī)都帶有2.5V內(nèi)部電壓基準(zhǔn)，所以V1電壓應(yīng)該小于2.5V。 　　V1=U＊R1/（R1+R2）=1～2V 　　因此，T6650D信號輸入端輸入信號為V1電壓為1～2V，經(jīng)過T6650D變送器的線性隔離，輸出1～2V的電壓監(jiān)控信號，經(jīng)RC網(wǎng)絡(luò)濾波后，供給單片機(jī)ADC端口采集。當(dāng)ADC檢測到輸入的電源信號處于各種的設(shè)定值時，進(jìn)入相應(yīng)的處理程序，處理現(xiàn)有外圍電路的工作狀態(tài)，再將數(shù)據(jù)保存在FLASH中。同樣地，因?yàn)閃RB2412YMD-3W輸入電壓從18～36V，在此范圍內(nèi)，可按輸入電壓大小不同，定義系統(tǒng)供電情況，如欠壓，正常，過壓等等，實(shí)現(xiàn)了實(shí)時對寬電壓輸入的隔離電源的監(jiān)控，確保系統(tǒng)的安全。 　　傳統(tǒng)的光耦隔離方法監(jiān)測電源，只有一個監(jiān)測電壓，無法實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)監(jiān)控，而且構(gòu)成的外圍電路復(fù)雜，抗干擾能力差。使用隔離變送器有著多個比較點(diǎn)，可以對18～36V整個供電電壓范圍都可以實(shí)時監(jiān)控，并可以隨機(jī)設(shè)置程序，改變監(jiān)控電壓點(diǎn)，不用更改的調(diào)節(jié)硬件電路，方便快捷。 　　系統(tǒng)使用定時查詢方式來采集輸入電源電壓的大小，當(dāng)發(fā)現(xiàn)采集的ADC值小于我們設(shè)定時，按照不同的電壓值會有不同的功能模塊采取相應(yīng)的處理。流程如圖6： [align=center] 圖6[/align] 總結(jié) 　　使用隔離變送器T6650D做隔離電源系統(tǒng)的電壓監(jiān)控，不但可以簡化電路設(shè)計(jì)及處理程序，與此同時，還可以得到多個電壓點(diǎn)的監(jiān)控。因?yàn)楦綦x變送器本身性能特征，可以對系統(tǒng)的干擾（如繼電器、PLC等的高頻干擾信號）進(jìn)行隔離，保護(hù)系統(tǒng)電源監(jiān)控電路免受外部網(wǎng)絡(luò)的影響，從而保證系統(tǒng)工作的穩(wěn)定。