摘要： 挡车器系统的核心元件是挡车器的控制电路，一旦挡车器控制电路出现故障问题，则会引发挡车器系统的失灵，进而会造成单片机整个运行系统的瘫痪，严重影响单片机的正常运行。基于此，本文主要针对单片机的挡车器控制电路改造展开研究，并对单片机挡车器控制原理进行分析，希望能够为挡车器的维护和改造工作提供帮助。
关键词：单片机；挡车器；控制电路；改造研究
1 引言
本文主要以某单位的挡车器内部故障为例，阐述单片机的挡车器控制电路改造工作原理以及改造效果。某单位的大门挡车器出现故障，不能正常使用。经过检查得知，该挡车器的控制板上单片机出现严重损坏，这是造成挡车器使用故障的根本原因。依照本挡车器实物，绘制并研究了该挡车器控制电路的工作原理，并对挡车器正常运行时的信号输出进行研究，确定了最终的动作逻辑。经过一系列的检查研究，决定采用国产STC15K4W单片机替代挡车器控制板上原有的单片机，并在改造完成后投入检测，经测试，国产STC15K4W单片机在挡车器控制电路改造过程中应用正常。
2 单片机的挡车器外部电路接线研究
2.1 单片机挡车器电路改造
单片机挡车器电路改造过程中，原定电压保持不变，电源输出仍然采用220V的输出电压。当操作台对挡车器进行信号输出时，输入信号接收指令，做出抬杆信号。此时，两组红外线信号同时进行信号接收，并将指令返回。输出驱动为22V的直流电机。当信号接收完毕时，控制器实现正反抬杆的落杆功能，主要反馈信号则为限位开关，通过对限位开关进行控制，能够实现挡车器基本的抬杆、落杆功能。而当有车辆进入大门门岗时，此时的车辆识别系统进行运作，对来往的车辆进行数据识别[1]。通过对来往车辆的车牌识别码进行识别，以便到达对外来车辆的控制目的，若车辆识别码识别正确，则可允许来往车辆顺利通信，并无需门卫进行来往车辆的拦车检查工作，直接由车辆识别系统发出指令，由控制板发出挡车器抬杆信号，允许车辆正常通信。若车辆识别系统在允许过程中不能准确的对车牌进行自动识别，则控制板不会对挡车器发出指令，抬杆无法接受信号。此时，只能够通过对来往车辆进行检查以及刷卡工作，才能够允许来往车辆的正常通行，等待来往车辆刷卡完成后，车辆识别系统则会将指令发送到控制板上，再由控制板对挡车器的抬杆发出抬杆信号指令。此时抬杆抬起，允许车辆正常通信。
2.2 电路冲脉
在实际允许过程中，挡车器的控制板收到抬杆冲脉信号的指令，进而做出相应的抬杆动作，则红外线信号检测系统对车辆的通信进行检查，等待来往车辆完全通行过后，延迟大约3~5秒时，则此时红外线信号检测系统将冲脉信号发射到挡车器的控制板上，再由挡车器控制板发送落杆指令，将抬杆进行下落。若在实际运行过程中，车辆识别系统并没有对车辆进行正常识别，则控制板不会发出相关指令，此时不会允许车辆通信。若红外线信号检测系统没有搜集到车辆行车相关记录时，则无法向挡车器的控制板发射相关落杆指令。但在控制板上进行相关设置，当车辆通行时，抬杆抬起，若此时红外线信号检测系统没有搜集到车辆行车相关记录，则在抬杆保持抬杆状态的二十秒后，控制板自动发出落杆指令，此时抬杆则会自动降落。若在此过程中有车辆通行，此时来往车辆已经进入到红外线信号检测系统的监测范围，则挡车器的控制板会对车辆进行车牌号识别，若此时抬杆没有完全落下，则可再次升起；若抬杆已经下落完毕，则无法再次升起，需对车辆进行重新识别，否则控制板将不会发出抬杆指令[2]。
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3 单片机挡车器控制电路改造研究
3.1 挡车器控制电路的应用原理
通过对某单位的挡车器内部故障展开研究，并对某单位挡车器控制板外部接线进行详细的清查，最终得知该挡车器控制板在运行过程中由于受到抬杆多次动作影响，致使控制板信号发射失灵，无法对抬杆进行良好的控制，因此无法做出相关的抬杆、落杆动作。在查明该挡车器运行原理后，对挡车器控制板的电路进行改造。控制板控制电路的内部元件主要包括：电流检测装置、信号输入装置、参数设定、电流检测装置、电机输出控制装置、内部电源以及单片机处理器共六部分。针对信号的输出和输入，采用光耦隔离的方式，实现了信号的精准、高效输出。在信号输出以及输入过程中，由发光二极管作为信号指示标志，能够判断信号的发射情况。此时，需要注意当控制板的外部电源电压过高的时候，光耦导通，此时，输入到单片机的信号也会受到一些干扰，由正常的电平转变为低电平。此时，限位反馈信号会直接输入到单片机，发光二极管则会做出相应的指示[3]。
3.2 挡车器控制电路的改造原理
参数设定电路的设置过程中，包含电位器模拟量以及模式电路开关量的电路一共有三路。此时，采用拟定工作模式作为主要运行模式，并采用限定位限的方式，保护延时时间电流的过流动作值。电机控制继电器在运行过程中，系统通电时由K1控制正电源的电流输入以及输出，由Q3场效应管对负电源的通电情况进行管理。由继电器K2进行电动机正反的控制工作。
3.3 单片机挡车器软件编程研究
对于单片机挡车器内部软件的编程，首先应明确挡车器的基本工作状态以及软件编程需求。对挡车器的状态标识进行逐一的设计，可以采取数字分类的方式，利用数字对挡车器标识状态进行区分。例如，可用1-代表落杆工作完成；用2-代表抬杆工作；用3-代表抬杆减速工作；用4-代表抬杆动作完成；用5-代表落杆；用6-代表落杆减速工作。保证软件编程的逻辑性原则，首先，程序应对各种的输入信号进行逐一检测。检测工作完成后，针对当前单片机挡车器运行状态以及抬杆状态进行判断。并根据当前单片机挡车器运行状态以及抬杆状态进行状态的输出确定工作。当挡车器通电正常运行时，则为默认状态，此时状态标识为1-落杆完成。在通电后应首先检查挡车器的落杆限位是否能够自行动作，若能够自行进行动作，则表示编程正常，能够正常的投入使用。如果没有发生动作，则挡车器状态转到5-落杆状态，查看挡车器是否执行限位动作。如果此时挡车器正常执行限位动作，但是挡车器的状态标识仍没有变化，则可以判定为挡车器状态标识编程存在失误，进而影响到挡车器状态标识的正常运行。
4 结论
当前，我国门岗挡车器的应用十分普遍，但由于我国门岗挡车器单片机技术的研究较浅，控制电路的研究还不够深入，一些技术仍然在应用过程中存在着诸多的问题，致使我国门岗挡车器的应用质量得不到有效的保障。这也对我国门岗挡车器的应用效率带来了不利影响。采用电位器以及限位开关相结合的方式，能够大大的提升单片机在挡车器应用控制中的实际效率，当接近行程终点时，电机减速，则限位开关进行动作，满足正常的门岗挡车器运行安全。当前相关工艺设计人员应对挡车器展开系统的研究，并做好技术维修检查工作。并引进先进的技术和工艺，进一步提升单片机在挡车器应用中的技术效果。
参考文献
[1]李德骏,吴宛萍.汽车挡车器计算机控制系统[J].武汉科技学院学报,2001(01):5-9.
[2]赖林弟. 智能挡车器控制系统的研究与设计[D].浙江工业大学,2012.
[3]赖林弟,胡海燕,胡克满.智能挡车器控制系统的设计[J].软件导刊,2012,11(04):106-108.
论文作者:李响
论文发表刊物:《电力设备》2018年第25期
论文发表时间:2019/2/25
标签：挡车器论文; 单片机论文; 控制板论文; 车辆论文; 信号论文; 指令论文; 控制电路论文; 《电力设备》2018年第25期论文;