WIFI網(wǎng)絡(luò )電子電路裝置設計論文

WIFI網(wǎng)絡(luò )電子電路裝置設計論文

　　1系統結構設計

　　系統由教師機和學(xué)生機利用WIFI網(wǎng)絡(luò )通訊組成。教師機負責向從機訓練裝置發(fā)送故障指令，故障裝置接受到設置故障點(diǎn)指令為相應的電路板設置故障。

　　2系統功能

　�。�1）模式一是固定模式，設有一定數量的固定故障，所以學(xué)者可以選擇針對某一故障訓練，有針對性的熟練某一知識點(diǎn)。（2）模式二是隨機模式，設有一定數量的隨機提供的故障點(diǎn)，難度相對提高，要對各個(gè)單元電路原理熟悉，以及熟練掌握故障檢修方法。（3）模式三是考核模式，此模式作為考核鑒定，是教師端通過(guò)WIFI網(wǎng)絡(luò )集中控制的，有電源管理、故障設置管理以及成績(jì)統計管理等功能。

　　3系統硬件設計

　　從機故障檢修裝置由無(wú)線(xiàn)模塊、MCU控制模塊、觸摸屏HMI模塊、繼電器控制模塊和單元電路板等模塊組成。

　　3.1 MCU控制模塊

　　MCU控制模塊主要包括單片機、WIFI接口、觸摸屏接口、ISP下載接口、擴展接口及時(shí)鐘單元，具體如圖3所示。其中單片機選用AVR系列ATmega128L型，REST鍵為復位按鍵，采用低電平復位，電容C7與電阻R5組成上電復位電路；為了提高串行通信波特率的準確度，時(shí)鐘電路采用11.0592MHz石英晶體與瓷片電容C8和C9組成時(shí)鐘振蕩電路；JP1為WIFI模塊接口，JP2為觸摸屏就扣，都與單片機UART接口直接相連，JP3為程序下載接口，支持ISP在線(xiàn)下載，JP4為擴展接口，與擴展接口相連。

　　3.2 繼電器控制模塊

　　I/O拓展采用串入并出的一般數字芯片，輸出的5951_A和B信號經(jīng)過(guò)光電隔離器供大電流負載芯片ULN2803驅動(dòng)繼電器線(xiàn)圈。繼電器的常閉觸點(diǎn)接入單元電路板的支路中，正常情況下該路接通。當繼電器線(xiàn)圈得電時(shí)觸點(diǎn)斷開(kāi)，單元電路板出現開(kāi)路故障，方便學(xué)生練習。

　　3.3 HMI模塊

　　迪文觸摸屏（簡(jiǎn)要介紹下產(chǎn)品）通過(guò)RS-232串口接口和單片機連接，將3管腳和4管腳接到ATmega128L的串口1上，如圖3所示。當用戶(hù)點(diǎn)擊觸摸屏時(shí)，觸摸屏將觸碰信息通過(guò)串行接口發(fā)送給單片機。

　　3.4 模塊電路

　　晶體管電子時(shí)間繼電器電路主要由整流電路、濾波及穩壓電路、指示電路和延時(shí)觸發(fā)電路組成，如圖5所示。教師通過(guò)客戶(hù)端軟件電路圖5進(jìn)行設置故障以及監控學(xué)員訓練情況�？蛻�(hù)端點(diǎn)擊對應的“星”號可以完成設故，然后選擇訓練模式，軟件后臺會(huì )自動(dòng)同步觸摸屏與客戶(hù)端數據，以保持數據的同步。在電路故障點(diǎn)連接繼電器的觸點(diǎn)采用臺階插孔代替了永久焊盤(pán)（圖中黑點(diǎn)部分）；所有繼電器結構部分如下圖中文字（電磁繼電器），一個(gè)線(xiàn)圈驅動(dòng)一個(gè)常閉點(diǎn)，沒(méi)有插接的時(shí)候電路是斷開(kāi)的，其他所有“星”號的結構和此相同，當需要了解排查的狀況時(shí)，只需要點(diǎn)擊客戶(hù)端或者觸摸屏，控制器就會(huì )回傳數據到客戶(hù)端和觸摸屏，完成統一考評和單個(gè)考評。

　　4系統軟件設計

　　4.1 觸摸屏設計

　　故障檢修裝置的觸摸屏的畫(huà)面結構如圖6所示，包括用戶(hù)登陸、訓練模式選擇和幫助模式三級頁(yè)面。屏幕用戶(hù)信息發(fā)送給單片機，經(jīng)WIFI網(wǎng)絡(luò )發(fā)送到上位機中。當用戶(hù)信息輸入完成后，系統進(jìn)入選擇模式的畫(huà)面，共有固定訓練、隨機訓練和考核三種模式。

　　4.2 程序流程設計

　　系統啟動(dòng)開(kāi)始上電復位，對各個(gè)模塊進(jìn)行初始化設置�？刂破飨虼�口發(fā)送握手數據幀，確定觸摸屏和WIFI連接正常，進(jìn)入等待指令狀態(tài)。當指令到達時(shí)，進(jìn)行指令校驗，校驗正確系統將進(jìn)行判別指令類(lèi)型。針對不同的指令類(lèi)型，系統可以進(jìn)行設置故障、和故障狀態(tài)檢測；在設置故障環(huán)節，將故障信息串行發(fā)送到I/0拓展模塊74LS595中，經(jīng)過(guò)驅動(dòng)模塊吸合對應的繼電器，達到設置故障點(diǎn)的效果；在每一次故障設置或者狀態(tài)檢測完畢后，客戶(hù)端與觸摸屏會(huì )進(jìn)行數據交換，以保證數據同步更新。

　　4.3 系統通訊協(xié)儀

　　由于被控對象的唯一性與主控端的多樣性。系統擬定了用于排故障系統的通訊協(xié)議，所有協(xié)議的數據校驗格式：以?xún)蓚�(gè)字節的幀開(kāi)頭、以CRC校驗的方式結尾、記錄數據長(cháng)度、數據類(lèi)型和主機編號等。CRC校驗作為一種經(jīng)典的數據校驗格式。為大多數系統通訊協(xié)議所采納，這也就意味著(zhù)可以更好的兼容其他通信格式。為以后更好的二次開(kāi)發(fā)提供了有理條件。

　　5結束語(yǔ)

　　通過(guò)系統聯(lián)機調試，故障檢修裝置實(shí)現了具有的功能，達到預期的控制效果。文章提出了以Atmega128單片機作為主控制器的硬件總體設計方案，對整體設計起到了相當重要的作用。此外，本設計還對學(xué)校使用的排故訓練系統和課程進(jìn)行相關(guān)研究，多方面改進(jìn)設計方案，從而提高故障檢修裝置的穩定性、實(shí)用性和創(chuàng )新性。

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