2．2、信號輸入處理系統(tǒng)

輸入信號主要有4路來源：一是刷卡信號；二是來自光電傳感器的定位信號；三是來自閘門定位信號；四是上位機(jī)通信控制信號。本系統(tǒng)帶有電機(jī)以及其他一些干擾因素，為起到信號隔離，防止干擾的效果，信號輸入以后都先通過光電耦合后再被處理器采集。

2．3、電機(jī)系統(tǒng)

（1）電機(jī)驅(qū)動電路

電機(jī)系統(tǒng)電路是本設(shè)計(jì)最重要的部分，采用24V直流減速電機(jī)，且需對電機(jī)進(jìn)行雙向可調(diào)速控制，因此功率驅(qū)動電路采用MOSFET場效應(yīng)管IRF9540和IRF540雙極性H橋型開關(guān)電路。具體驅(qū)動電路如圖2所示。

圖2 電機(jī)驅(qū)動電路圖

由于采用的驅(qū)動電路屬于大功率驅(qū)動電路，因此驅(qū)動回路和控制回路之間需電氣隔離，采用光電耦合電路來實(shí)現(xiàn)。電路中開關(guān)管有開通和關(guān)斷時(shí)間，存在互補(bǔ)的橋臂直通短路的問題，這時(shí)會造成開關(guān)管發(fā)熱，嚴(yán)重時(shí)甚至燒毀開關(guān)管。在此增加了組合門電路和軟件彌補(bǔ)修正死去時(shí)間的辦法。

（2）PWM控制

PWM（脈沖寬度調(diào)制）控制，通常配合橋式驅(qū)動電路實(shí)現(xiàn)直流電機(jī)調(diào)速，非常簡單，且調(diào)速范圍大，它的原理就是直流斬波原理。電機(jī)的轉(zhuǎn)速與電機(jī)兩端的電壓成正比，而電機(jī)兩端的電壓與控制波形的占空比成正比，因此電機(jī)的速度與占空比成比例，占空比越大，電機(jī)轉(zhuǎn)得越快。在這里利用STM32的定時(shí)器PWM模式產(chǎn)生所需要的PWM波。

（3）閘門定位

因?yàn)殡S時(shí)需要控制閘門的開關(guān)，所以閘門目前的狀態(tài)需要隨時(shí)知道，也就是需要對電機(jī)的轉(zhuǎn)軸進(jìn)行定位。而轉(zhuǎn)軸在正常情況下，只能處于三種位置：左側(cè)、右側(cè)和中間。所以在三側(cè)分別添加了光電感應(yīng)裝置，當(dāng)轉(zhuǎn)軸到達(dá)相應(yīng)位置時(shí)，會發(fā)出相應(yīng)的信號通知主處理器。

2．4、LED點(diǎn)陣模塊

本設(shè)計(jì)采用雙色8×8點(diǎn)陣雙色LED模塊，共有64個發(fā)光二極管組成，且每個發(fā)光二極管是放置在行線和列線的交叉點(diǎn)上，當(dāng)對應(yīng)的某一列置1電平，某一行置0電平，則相應(yīng)的二極管就點(diǎn)亮。此點(diǎn)陣模塊單獨(dú)用一個20腳小單片機(jī)控制，根據(jù)主處理器傳來的指示信號，進(jìn)行相應(yīng)的顯示，通過74LS164芯片擴(kuò)展顯示控制引腳。

2．5、串行通信模塊

在該電路中，使用了一種RS485接口芯片SN75LBC184，電壓在（＋3～＋5．5）V范圍內(nèi)都能正常工作。與普通的RS485芯片相比，它不但能抗雷電的沖擊而且能承受高達(dá)8kV的靜電放電沖擊。對一些環(huán)境比較惡劣的現(xiàn)場，可直接與傳輸線相接而不需要任何外加保護(hù)元件。該芯片還有一個獨(dú)特的設(shè)計(jì)，當(dāng)輸入端開路時(shí)，其輸出為高電平，這樣可保證接收器輸入端電纜有開路故障時(shí)，不影響系統(tǒng)的正常工作。另外，它的輸入阻抗為RS485標(biāo)準(zhǔn)輸入阻抗的2倍（≥24kΩ），故可以在總線上連接64個收發(fā)器。在圖3中，四位一體的光電耦合器TLP521讓單片機(jī)與SN75LBC184之間完全沒有了電的聯(lián)系，提高了工作的可靠性。

圖3 ?RS485通信接口原理圖