南通師范學(xué)院物理系　（江蘇南通226007）

宋國(guó)華　顧勇

　　【摘　要】　介紹了基于EM78P447SB單片機(jī)、自制光電耦合器制作的低成本高性能霓虹燈控制器的線路、工作原理、編程方法和使用經(jīng)驗(yàn)。該控制器具有相當(dāng)高的性?xún)r(jià)比。
    關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)，性?xún)r(jià)比，霓虹燈控制器
　　
1　引　言
　　霓虹燈控制器屬于定制產(chǎn)品，很難工廠化批量生產(chǎn)。由于市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈，該產(chǎn)品的高利潤(rùn)時(shí)代已經(jīng)結(jié)束，市場(chǎng)迫切需要低成本高性能的霓虹燈控制器制造技術(shù)。臺(tái)灣義隆電子公司生產(chǎn)的EM78P447SB單片機(jī)是一次寫(xiě)錄的芯片，內(nèi)部有4K的ROM，振蕩脈沖外圍線路僅是一個(gè)電阻和一個(gè)電容，有三個(gè)口24位輸出控制，性?xún)r(jià)比相當(dāng)高，非常適合制作霓虹燈程序控制器。但用單片機(jī)制作的霓虹燈程序控制器一般都需要光電耦合器實(shí)現(xiàn)高低壓隔離，防止程序跑飛死機(jī)。市場(chǎng)上光電耦合器價(jià)格一般都比較高。為了降低成本，在保證高低壓隔離能力沒(méi)有降低的前提下，本設(shè)計(jì)采用自制的光電耦合器。同時(shí)，為進(jìn)一步降低成本，該霓虹燈控制器的花樣變化速度調(diào)節(jié)及全亮維修功能均采用不增加硬件成本的方法，這樣，進(jìn)一步提高了性?xún)r(jià)比。
2　電路及工作原理
    為降低成本，該控制器硬件線路相當(dāng)簡(jiǎn)單。電原理圖如圖1所示。
　　圖1中，B是9V1A電源變壓器，D1、D2是IN4007整流二極管，IC1用的是LM7805，構(gòu)成典型的＋5V1A直流穩(wěn)壓電源。A是限流保險(xiǎn)絲，VR是470V壓敏電阻，保護(hù)SCR（Silicon Controlled Rectifier，可控硅）。
　　IC2（EM78P447SB）及R1、C3構(gòu)成典型的EM78P447SB單片機(jī)RC振蕩最小應(yīng)用系統(tǒng)，可以看出，該線路非常簡(jiǎn)單。R1最好用一個(gè)電阻與一個(gè)電位器串聯(lián)使用，P5、P6、P7這三個(gè)口全部設(shè)定為輸出口。
　　由于該芯片灌電流相當(dāng)大，可以直接驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管，這樣，驅(qū)動(dòng)線路非常簡(jiǎn)單實(shí)用，三個(gè)輸出口直接與自制光電耦合器（發(fā)光二極管led＋光敏電阻LDR）相連，LDR的阻值隨LED的亮與不亮大幅變化，使得雙向可控硅SCR導(dǎo)通與關(guān)閉，達(dá)到控制霓虹燈變壓器、控制花樣變化的目的。
3　編　程
　　EM78P447SB單片機(jī)的指令比較簡(jiǎn)潔，僅有58條，采用RISC（Reduced Instruction Set Computer，精簡(jiǎn)指令集計(jì)算機(jī)）指令結(jié)構(gòu)，執(zhí)行速度快。霓虹燈編程無(wú)非是對(duì)各個(gè)口輸數(shù)，當(dāng)然，輸數(shù)方法有許多種，最簡(jiǎn)單的就是取表送數(shù)。下面是24路霓虹燈控制器取表送數(shù)一個(gè)花樣的例子，其它花樣可以參照此程序編寫(xiě)。注意，所有的程序必須存檔，以便將來(lái)維修時(shí)使用。

4　結(jié)束語(yǔ)
4．1　霓虹燈的速度調(diào)節(jié)與維修功能
　　霓虹燈控制器花樣變化速度可以用軟件很方便地修改調(diào)節(jié)，但現(xiàn)場(chǎng)操作很困難。一般的霓虹燈控制器均采用電位器調(diào)節(jié)的方法。
　　在該控制器中，用電位器取代EM78P447SB振蕩電阻，可以很方便地通過(guò)控制主頻來(lái)調(diào)節(jié)現(xiàn)場(chǎng)花樣變化速度。同時(shí)，當(dāng)電位器阻值相當(dāng)小時(shí)，霓虹燈變化速度非?？?，使其看上去常亮，這樣還可省掉維修常亮按鍵，進(jìn)一步降低了成本。
4．2　光電耦合器的制作
　　市場(chǎng)上銷(xiāo)售的光電耦合器價(jià)格較高。經(jīng)過(guò)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，霓虹燈控制器中的光電耦合器完全可以自制。自制的光電耦合器由高亮度的發(fā)光二極管和光敏電阻組成（光敏電阻選用MG－45型），外套深色熱縮套管自加工而成。
4．3　控制器的使用環(huán)境
　　一般情況下，控制器使用環(huán)境相當(dāng)惡劣，要認(rèn)真考慮防潮、散熱等因素。同時(shí)，可控硅的參數(shù)選擇相當(dāng)重要，電流指標(biāo)要有3倍以上的余量，計(jì)算電流時(shí)要考慮功率因素，還要考慮加散熱片。
4．4　現(xiàn)場(chǎng)維修
　　現(xiàn)場(chǎng)維修時(shí)，只要不是控制器中EM78P447SB單片機(jī)集成塊損壞（一般也不易損壞，可控硅及其限流器件損壞的可能性最大），可以把控制器上的EM78P447SB單片機(jī)集成塊從集成塊座上拔下來(lái)，插在新帶來(lái)的控制器相應(yīng)插座上，換下?lián)p壞的控制器即可，非常方便。

參考文獻(xiàn)

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3　蔡祖泉，陳大華．實(shí)用霓虹燈技術(shù)．廣州：華南理工大學(xué)出版社，1995