PIC单片机进阶实战（五）：I/O输入与继电器输出及直流电机正反转
在智慧农业、工业控制等实际项目中，PIC16F1947 成为我近年来高频使用的核心芯片。其丰富的外设与双串口设计，非常适合构建多通道通信与控制系统。本次我将以一款实际投产数年的控制板为例，详解I/O输入与继电器输出及直流电机正反转控制。
该控制板集成了以下8大功能，覆盖多数物联网与工控场景：
1、6路继电器输出；
2、2路DC24V或12V直流电机正反转控制；
3、1路4G模块数据收发；
4、1路LORA无线数据收发或RS485数据收发；
5、2路无源开关量输入；
6、1路电流互感器（5A/10A）数据采集；
7、1路数模转换（数字量转4-20mA/0-5V/0-10V）;
8、1路模数转换（4-20mA/0-5V/0-10V转数字量）。
一、硬件电路：
上图是直流电机正反转电路，单片机I/O脚与ctl_xr和ctl_xf相连，RZ7899输出控制直流电机，也可以控制电磁阀；ctl_x高电平、ctl_xf3电平时电机正转，反之电机反转，都为低电平电机停止。
6路继电器输出和2路无源开关量输入（如按键输入）请参考我的《PIC单片机入门实战（二）》和《PIC单片机入门实战（三）》。
二、例程：
以下是程序示例（16M主频），通过MODBUS协议的05功能码实现两路直流电机的正反转及停止，具体程序如下：
#include<pic16f1947.h>
__CONFIG(0x007c); //内部时钟16M
__CONFIG(0x1010); //内部时钟16M
unsigned char dres_485=1,txi,sec_5s=0,half_sec=0 ,flag_rev=0,flag_rev2=0,leijia_tnt2;
unsigned int time_tnt,time_tnt2,sec_05s,rev_rnt=0,rev_rnt2=0,tran_rnt=0,tran_rnt2=0,sec_1s=0,crc_hl;
unsigned char eeprom_e2[30]; //EEPROM缓存
unsigned long result_3421[30];
unsigned char trans[50];
unsigned char reciv[200]; //串口1接收缓存
unsigned char reciv2[200]; //串口2接收缓存
void delay(unsigned int v)
{
while(v!=0)v--;
}
void uart_send(unsigned char dat) //串口1发送
{
TX1STAbits.TXEN=1;
TX1REG=dat;
while(!TX1STAbits.TRMT);
}
void uart_send2(unsigned char datt) //串口2发送
{
TX2STAbits.TXEN=1;
TX2REG=datt;
while(!TX2STAbits.TRMT);
}
void calccrc(uchar crcbuf)
{
uchar i;
crc_hl=crc_hl^crcbuf;
for(i=0;i<8;i++)
{
uchar TT;
TT=crc_hl&1;
crc_hl=crc_hl>>1;
crc_hl=crc_hl&0x7fff;
if(TT==1)
crc_hl=crc_hl^0xa001;
crc_hl=crc_hl&0xffff;
}
}
void interrupt isr(void)
{
if(TMR1IF)
{
TMR1L=0xbf;
TMR1H=0xf9;
sec_05s+=1;
sec_1s+=1;
if(sec_05s>624) //0.5s
{
half_sec+=1;
sec_5s+=1;
sec_05s=0;
}
if(flag_rev==1)
{
time_tnt+=1; //1570约为06ms
}
if(flag_rev2==1)
{
time_tnt2+=1; //1570约为06ms
}
TMR1IF=0;
}
if(RCIF)
{
reciv[rev_rnt]=RC1REG;
rev_rnt+=1;
time_tnt=0;
flag_rev=1;
RCIF=0;
}
if(RC2IF)
{
reciv2[rev_rnt2]=RC2REG;
rev_rnt2+=1;
time_tnt2=0;
flag_rev2=1;
RC2IF=0;
}
}
void main()
{
unsigned int i,j;
unsigned char tmp;
ANSELF=0;
ANSELG=0;
// ADCON0=0;
TRISC=0x80;
TRISB=0x87;
OPTION_REG&=0X7F;
WPUB7=1;
TRISD=0x00;
TRISE=0x00;
TRISF=0x00;
TRISG=0x0c;
// TRISG=0x00;
PORTC=0x38;
PORTD=0x00;
PORTE=0x00;
PORTF=0x00;
PORTG=0x00;
// OSCCON=0x0;
OSCSTAT=0xa0;
OSCCON=0x78; //内部时钟16M
// OSCCON=0xf0; //32M
// OSCSTAT=0xf0;//32M
PIE1=0x21;
INTCON=0x00;
T1CON=0x70;
TMR1IF=0;
TMR1L=0xbf; //0.8ms
TMR1H=0xf9;
TMR1IE=1;
T1CON=0x71;
// SYNC=0; //异步模式
// BRGH=1; //加速
TX1STA=0x24; //8 n 1
RC1STA=0x90;
// BRG16=1;
BAUD1CON=0x08;
// SPEN=1; //允许串行通讯
// TXEN=1;
// CREN=1;
RCIF=0;
RCIE=1;
// SP1BRGL=0xa0; //9600 //16MHZ
// SP1BRGH=0x01;
SP1BRGL=0x22; //115200 //16MHZ
SP1BRGH=0x00;
RC2IF=0;
RC2STA=0x90; //8 n 1
TX2STA=0x24;
// RC2STA=0xd0; //8 n 2
// TX2STA=0x64;
// BRG16=1;
BAUD2CON=0x08;
RC2IE=1;
SP2BRGH=0x01;
SP2BRGL=0xa0; //9600 //16MHZ
PEIE=1;
GIE=1;
while(1)
{
asm("clrwdt");
if((flag_rev==1)&&(time_tnt>7)) //time_tnt=125约为10ms
{
//可在此加入“AT”、 “AT+QIACT=1”、 “AT+QIOPEN=1,0,"TCP","220.180.239.212",8009,0,2”等命令及判断是否进入透传模式
rev_rnt=0;
time_tnt=0;
flag_rev=0;
}
if((flag_rev2==1)&&(time_tnt2>5))
{
if(rev_rnt2==8)
{
crc_hl=0xffff;
for(txi=0;txi<6;txi++)
{
calccrc(reciv2[txi]);
}
if((reciv2[0]==dres_485)&&(reciv2[1]==0x05)&&(reciv2[6]==(crc_hl&0xff))&&(reciv2[7]==(crc_hl>>8))) //开关各继电器
{
if(reciv2[3]==8) //1#电机正转
{
if(reciv2[4]==0) //停
{
RF0=0;
RF1=0;
//flag_dianji_on&=0xfe;
}
else if(reciv2[4]==0xff) //启动
{
RF0=1;
RF1=0;
//flag_dianji_on|=0x01;
}
}
if(reciv2[3]==9) //1#电机反转
{
if(reciv2[4]==0) //停
{
RF0=0;
RF1=0;
//flag_dianji_on&=0xfd;
}
else if(reciv2[4]==0xff) //启动
{
RF0=0;
RF1=1;
//flag_dianji_on|=0x02;
}
}
if(reciv2[3]==10) //2#电机正转
{
if(reciv2[4]==0) //停
{
RF2=0;
RF3=0;
//flag_dianji_on&=0xfb;
}
else if(reciv2[4]==0xff) //启动
{
RF2=1;
RF3=0;
//flag_dianji_on|=0x04;
}
}
if(reciv2[3]==11) //2#电机反转
{
if(reciv2[4]==0) //停
{
RF2=0;
RF3=0;
//flag_dianji_on&=0xf7;
}
else if(reciv2[4]==0xff) //启动
{
RF2=0;
RF3=1;
//flag_dianji_on|=0x08;
}
}
}
PORTG|=0X0001;
for(i=0;i<8;i++)
{
uart_send2(reciv2[i]); //数据回传
}
PORTG&=0XFFFE;
}
rev_rnt2=0;
time_tnt2=0;
flag_rev2=0;
}
}
}
三、本系列文章规划
《PIC单片机进阶实战》系列共六篇，后续将逐步展开以下内容：
|
序号 |
主题 |
内容概要 |
|
1 |
UART通信 |
双串口配置、波特率转换、数据透传 |
|
2 |
4G模块数据收发 |
AT指令控制、4G模块数据透传 |
|
3 |
电流互感器数据采集 |
5A、10A电流采集 |
|
4 |
数模转换 |
12位模拟量输出4-20mA/0-5V/0-10V |
|
5 |
输入输出 |
开关量输入、控制继电器与直流电机 |
|
6 |
模数转换 |
4-20mA/0-5V/0-10V模拟量采集 |
附：《PIC单片机入门实战》共8篇文章与《PIC单片机进阶实战》共6篇文章内容来源于我自己画的电路原理图及程序，有对PIC单片机感兴趣想学习的朋友可以关注我，免费赠送资料（包括原理图、数据手册、各种例程等）。
有需要这两款控制板的朋友也可以关注联系我。
后续干货不断，咱们一起在单片机的世界里，共同进步。
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