南通師范學(xué)院物理系 （江蘇南通226007）
宋國華 顧勇
【摘 要】 介紹了基于EM78P447SB單片機、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。該控制器具有相當(dāng)高的性價比。
關(guān)鍵詞：單片機，性價比，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)。由于市場競爭日趨激烈，該產(chǎn)品的高利潤時代已經(jīng)結(jié)束，市場迫切需要低成本高性能的霓虹燈控制器制造技術(shù)。臺灣義隆電子公司生產(chǎn)的EM78P447SB單片機是一次寫錄的芯片，內(nèi)部有4K的ROM，振蕩脈沖外圍線路僅是一個電阻和一個電容，有三個口24位輸出控制，性價比相當(dāng)高，非常適合制作霓虹燈程序控制器。但用單片機制作的霓虹燈程序控制器一般都需要光電耦合器實現(xiàn)高低壓隔離，防止程序跑飛死機。市場上光電耦合器價格一般都比較高。為了降低成本，在保證高低壓隔離能力沒有降低的前提下，本設(shè)計采用自制的光電耦合器。同時，為進一步降低成本，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，進一步提高了性價比。
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是限流保險絲，VR是470V壓敏電阻，保護SCR（Silicon Controlled Rectifier，可控硅）。
IC2（EM78P447SB）及R1、C3構(gòu)成典型的EM78P447SB單片機RC振蕩最小應(yīng)用系統(tǒng)，可以看出，該線路非常簡單。R1最好用一個電阻與一個電位器串聯(lián)使用，P5、P6、P7這三個口全部設(shè)定為輸出口。
由于該芯片灌電流相當(dāng)大，可以直接驅(qū)動發(fā)光二極管，這樣，驅(qū)動線路非常簡單實用，三個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單片機的指令比較簡潔，僅有58條，采用RISC（Reduced Instruction Set Computer，精簡指令集計算機）指令結(jié)構(gòu)，執(zhí)行速度快。霓虹燈編程無非是對各個口輸數(shù)，當(dāng)然，輸數(shù)方法有許多種，最簡單的就是取表送數(shù)。下面是24路霓虹燈控制器取表送數(shù)一個花樣的例子，其它花樣可以參照此程序編寫。注意，所有的程序必須存檔，以便將來維修時使用。
4 結(jié)束語
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，可以很方便地通過控制主頻來調(diào)節(jié)現(xiàn)場花樣變化速度。同時，當(dāng)電位器阻值相當(dāng)小時，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，進一步降低了成本。
4．2 光電耦合器的制作
市場上銷售的光電耦合器價格較高。經(jīng)過試驗發(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，要認真考慮防潮、散熱等因素。同時，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，計算電流時要考慮功率因素，還要考慮加散熱片。
4．4 現(xiàn)場維修
現(xiàn)場維修時，只要不是控制器中EM78P447SB單片機集成塊損壞（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單片機集成塊從集成塊座上拔下來，插在新帶來的控制器相應(yīng)插座上，換下?lián)p壞的控制器即可，非常方便。
參考文獻
1 甄立新，等．霓虹燈及其控制技術(shù)．北京：人民郵電出版社，1998
2 黃 勇．EM78447B單片機應(yīng)用研究與制作．北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2002
3 蔡祖泉，陳大華．實用霓虹燈技術(shù)．廣州：華南理工大學(xué)出版社，1995
