董春光 林力 韋偉軍

(1.廣西廣播電視技術(shù)中心；2.廣西廣播電視技術(shù)中心南寧分中心；3.廣西廣播電視無線傳播樞紐臺）

1 引言

發(fā)射機供配電系統(tǒng)是發(fā)射臺站的重要組成部分之一，是保障廣播電視安全播出必備條件。本地管理的小功率發(fā)射機均有主備機，但單路供電方式居多，且均為通過采集控制器控制外圍繼電器通斷發(fā)射機電源以達到自動開關(guān)機的目的。為增強本地臺站發(fā)射機供電的可靠性和可持續(xù)性、加強臺站安全播出保障能力，本文設(shè)計一套發(fā)射機電源應(yīng)急切換控制系統(tǒng)，僅作探討。

2 硬件設(shè)計原理圖

采用可靠性強、穩(wěn)定性好的AT89C51芯片作為核心控制芯片，選用LCD1602顯示芯片、繼電器，譯碼器、編碼器等來組成外圍控制及顯示電路。其原理圖1和圖2所示：

圖1 系統(tǒng)原理圖1

圖2 系統(tǒng)原理圖2

3 系統(tǒng)構(gòu)成

第一部分：供電單元由12V5A電源模塊和7805穩(wěn)壓集成塊組成。

第二部分:控制及顯示單元由主控芯片AT89C51 、時鐘芯片DS1302 、LCD1602液晶屏、74HCT238譯碼芯片、ULN2804開關(guān)芯片組成。

第三部分：檢測單元由RL1～LR6固態(tài)繼電器、電阻R1、R2等元件組成。

4 系統(tǒng)工作原理

外圍電源模塊輸出12V穩(wěn)壓電源經(jīng)三端穩(wěn)壓塊7805變成5V穩(wěn)壓輸出，此5V電壓作為主電源供給控制芯片AT89C51、液晶顯示屏LCD1602、時鐘芯片DS1302和譯碼器74HCT238。當AT89C51上電后，進行初始化，進行檢測AT89C51芯片各IO端口工作狀態(tài)。液晶顯示屏LCD1602也進行初始化，初始化后顯示日期（即年月日及時間，時間顯示格式為24小時制。）。通過功能組合按鍵 N1（選項）、N2（確認）、N3（增 +）、N4（增一）對該系統(tǒng)進行校正時間以及設(shè)定工作時間（最多可以設(shè)置5組定時），系統(tǒng)首先檢測主發(fā)射機是否有220V輸入，當主機有220V輸入時，繼電器RL3吸合，12V電源與R7、D1形成回路和R5，R6形成回路，D1電源指示燈亮，同時AT89C51芯片的P2.5口檢測有高電平約2.5V電壓輸入。當AT89C51芯片的P2.5口沒有檢測到有高電平輸入時，說明主機沒有電源輸入。接著檢測天線所在位置（P2.3口檢測主機天線，P2.4口檢測備機天線），當外圍12V電源供電天線到位開關(guān)和檢測固態(tài)繼電器RL1形成回路時，固態(tài)繼電器RL1吸合，R1和R2對12V電壓進行壓，此時AT89C51芯片的P2.3口檢測有高電平約2.5V電壓輸入時，說明發(fā)射機的天線在主機位置。

圖3 系統(tǒng)流程圖

假設(shè)主機沒有220V輸入，AT89C51芯片系統(tǒng)會等待（設(shè)定定時時間范圍1～15分鐘）。設(shè)定工作時間到時，AT89C51芯片的P2.5口還沒有檢測有高電平輸入，系統(tǒng)就根據(jù)發(fā)射機天線位置在AT89C51端口P2.0、P2.1和P2.2相應(yīng)組成一組編碼發(fā)到譯碼器74HCT238進行解碼，解碼后得到的電平再去送到繼電器驅(qū)動芯片ULN2804去控制RL5繼電器吸合(即主機啟用旁路應(yīng)急電源)。同理，AT89C51芯片首先檢測備機是總有電源輸入，當有220v電壓輸入時，D2電源指示燈亮，同時AT89C51芯片的P2.6口檢測有高電平約2.5V電壓輸入，說明備機已上電。當AT89C51芯片的P2.4口檢測有高電平約2.5V電壓輸入時，說明天線在備機位置。如果AT89C51芯片的P2.6口沒有檢測到有高電平輸入時，說明備機沒有電源輸入。此時，系統(tǒng)按照程序等待（設(shè)定定時時間范圍1～15分鐘），設(shè)定工作時間到時，AT89C51芯片的P2.6口還沒有檢測有高電平輸入時，系統(tǒng)根據(jù)發(fā)射機天線位置在AT89C51端口P2.0、P2.1和P2.2也相應(yīng)組成一組編碼發(fā)到譯碼器74HCT238進行解碼，解碼后得到的電平再去送到繼電器驅(qū)動芯片ULN2804去控制RL6繼電器吸合(即備機啟用旁路應(yīng)急電源)。

4 程序流程圖

系統(tǒng)初始化，LCD屏顯示當前日期和時間，確保LCD屏顯示時間和北京時間一致。設(shè)置該系統(tǒng)工作時間與遠程監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)射機工作時間相同。在開機時間內(nèi)，系統(tǒng)首先檢測主機或備發(fā)射機是否有上電，若其中有一部發(fā)射機已上電，說明原系統(tǒng)工作正常，本系統(tǒng)停止工作。若發(fā)射機到在播出時間時，采集控制器或電源控制繼電器突發(fā)故障，導(dǎo)致發(fā)射機無電而停止工作，同時該系統(tǒng)檢測不到主機或備機上電狀態(tài)，系統(tǒng)等待8分鐘（可以設(shè)置等待時間5~15分鐘，這段時間由原控制系統(tǒng)處理）；8分鐘后若沒有檢測到主機或備機上電，系統(tǒng)根據(jù)天線位置，發(fā)出相應(yīng)的編碼去開啟相應(yīng)的應(yīng)急電源，使用發(fā)射機恢復(fù)工作狀態(tài)。應(yīng)急電源必須跟發(fā)射機使用電源同相，且其啟用時間與發(fā)射機播出時間相同。系統(tǒng)中設(shè)計有自動復(fù)位和工人復(fù)位功能。程序流程如圖3所示。

5 結(jié)束語

此套控制系統(tǒng)可實現(xiàn)當中控系統(tǒng)或者遠程開機系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，系統(tǒng)根據(jù)自身檢測發(fā)射機天線位置，能自動供電給發(fā)射機開機播出，保障廣播電視的安全播出。系統(tǒng)仿真實驗測試通過，可供實際裝機參考。

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