專利名稱：智能數(shù)字調(diào)節(jié)儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于工業(yè)過程測量控制中的溫度顯示、調(diào)節(jié)儀表領(lǐng)域，具體說是涉及利用微電腦對溫度顯示調(diào)節(jié)的一種裝置。
目前的溫度數(shù)字顯示調(diào)節(jié)儀表，大部份屬于非智能化，即不含微處理器，但含微機的該類儀表，其輸入信號只能是單一分度號的熱電偶、熱電阻或標準信號，不能同時適用于不同分度號的熱電偶、熱電阻或標準信號，并且鍵盤部份具有較多鍵，各有各的用途，操作不方便，給現(xiàn)場使用帶來不便，任何人都能按動鍵盤而改變儀表的設(shè)定參數(shù)值和工作狀態(tài)，極不安全，同時前置級采用高精度低漂移的運算放大器，成本高，用戶也無法調(diào)試，只能送回生產(chǎn)廠家調(diào)整，很不方便。
本實用新型的目的是提供一種整機模塊化安裝，結(jié)構(gòu)簡單。能適用各種分度號的熱電偶、熱電阻及標準信號，只用三只鍵就能方便操作設(shè)定全部參數(shù)，且配有密碼，密碼輸入錯誤，儀表不會啟動工作，不能修改設(shè)定參數(shù)，整機能配調(diào)試模塊，使用戶能自行修理調(diào)整的一種智能數(shù)字調(diào)節(jié)儀。
為完成上述的目的所采取的技術(shù)方案整機由可兼容任一熱電偶的三通輸入級、前置放大級、A／D轉(zhuǎn)換級、主機部份、鍵盤、數(shù)碼管顯示和調(diào)節(jié)輸出、聲光報警部份組成。其中三通道輸入級由下拉電阻R103接地的零位通道、電位器W101與二極管D101并聯(lián)與與電阻R102串聯(lián)構(gòu)成冷端溫度通道、電阻R105和R106并聯(lián)組成熱電勢信號通道，上述三個通道兩端分別連接模擬開關(guān)U1CD4052的輸入端，U1輸出端連接前置放大級。前置放大級由U2－1、U2－2、U2－3三塊1／4LM324運放器和電阻R107～R112構(gòu)成測量放大器，測量放大器連接八選一模擬開關(guān)U3CD4051，測量放大器連接電阻R113和電容C101組成的濾波器，其濾波器連接A／D轉(zhuǎn)換級。A／D轉(zhuǎn)換級由集成塊U65G14433、二選一模擬開關(guān)U41／4CD4053、電位器W1－2、穩(wěn)壓電源U55G1403和反相器U8－1的輸出連接主機。主機部份由單片機U78031且分別連接EPROMU102764、低八位地址鎖存器U974LS373、觸發(fā)器U1274LS377、集成塊U118155組成，同時由電阻R201和R202、電容 C205、開關(guān)K201、反相器U8－1 1／6 74LS14組成自動復(fù)位電路跨接U7和U11之間。鍵盤部份由三只鍵K301～K303、上拉電阻R309～R311、二極管D301組成。顯示部份由發(fā)光數(shù)碼管D303和D302、驅(qū)動電路U16和U177407、 U155G1413、限流電阻R301～R308組成。調(diào)節(jié)輸出部份由U12的輸出連接信號和調(diào)節(jié)兩部份，其中信號部份由反相驅(qū)動器U15－5、U15－62／6 5G1413、反相器U8－21／6 74LS14、發(fā)光二極管D304和D305組成，而調(diào)節(jié)部份由光電耦合電路U134N25、三極管D401、繼電器J601和電阻R401～R404組成。
本實用新型實施例結(jié)合附圖加以詳細描述。


圖1為本實用新型結(jié)構(gòu)的線路圖。
根據(jù)圖1所示，可兼容任一熱電偶的三通道輸入由下拉電阻R103接地的零位通道，W101與D101并聯(lián)后又與R102串聯(lián)構(gòu)成的冷端溫度通道，R105、R106并聯(lián)組成的熱電勢信號通道，這三個信號的兩端分別接在雙四選一模擬開關(guān)U1CD4052的輸入端，在主機的程控下，輪流選通上述三個通道，選通的信號從U1輸出后進入前置放大級。由于每次采樣需依次測量這三種信號，采用動態(tài)校零技術(shù)解決漂移，可用普通運放進行前置放大。單獨測出冷端溫度，主機計算出應(yīng)補償?shù)臒犭妱莨士杉嫒萑我环侄忍柕臒犭娕迹琑101為斷偶保護電阻，D102～R103跨接A、B二端，保護測量放大器。
前置放大級由U2－1、U2－2、U2－3三個1／4LM324運放及其電阻R107～R112構(gòu)成測量放大器，接受輸入級的輸出信號。通過主機程控八選一模擬開關(guān)U3CD4051，選通電阻網(wǎng)絡(luò)R121～R128的導(dǎo)通電阻改變該測量放大器的電壓傳輸系數(shù)，前置放大級采用價廉的U3CD4051及U2－1～U2－3LM324組成的程控測量放大器替代高價的程控放大器，前置放大器的輸出經(jīng)電阻R113及電容C101組成的濾波器，經(jīng)濾波后送入A／D轉(zhuǎn)換級。
A／D轉(zhuǎn)換級由A／D轉(zhuǎn)換器U65G14433二選一模擬開關(guān)U41／4CD4053及基準穩(wěn)壓電源U55G1403構(gòu)成。由主機程控U4可將＋2V及－5V電源電壓送入U6的基準電壓引腳VR上，實現(xiàn)對U6的強制復(fù)位，達到可靠將各模擬量準確變換成數(shù)字量的目的。轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量輸出給主機，同時U6的EOC引腳發(fā)出的脈沖信號經(jīng)反相器U8－11／674LS14反相器，向主機申請中斷。
主機部份由單片機U78031及尚包括固化密碼的EPROM U102764、低八位地址鎖存器U974LS373、8D觸發(fā)器U1274LS377及RAM、I／O擴展電路U118155組成，A／D轉(zhuǎn)換后的中斷申請信號進入U7的INT0引腳，被U7接受后，U7中的PI口讀進數(shù)字信號，經(jīng)U7運算后發(fā)出調(diào)節(jié)命令，由擴展的輸出口U12的輸出線7Q分別連接控制調(diào)節(jié)電路及信號燈，U12的其它六條輸出1Q～6Q在U7的指揮下控制三個模擬開關(guān)U1、U3、U4的控制線決定它們的選通。電阻R201和202、電容C205、開關(guān)K201及反相器U8－11／674LS14構(gòu)成自動復(fù)位和鍵復(fù)位電路，復(fù)位信號直接與U7及U11的復(fù)位RST引腳相連。
擴展的RAM、I／O口U11的PA口及PB口為輸出口與4個共陰極發(fā)光數(shù)碼管相接構(gòu)成顯示電路，其中PB口為段顯示控制線，PA口為位顯示控制線，U11的PC口輸入口，接收鍵入信號，與鍵盤相連。
鍵盤部份由三只鍵K301～K303，上拉電阻R309、R310、R311及二極管D301構(gòu)成，U11的PC.0～PC.2為三只鍵的行控制線，U11的PA4為列控制線，PC.1還與U7的外部中斷請求線INT1相連。在U7的控制下只有先鍵入正確的密碼，儀表才能啟動工作，正在工作的儀表才能修改設(shè)定參數(shù)，K302SP鍵是多功能復(fù)合鍵，只需這三只鍵就能完成全部參數(shù)的設(shè)定，既解決現(xiàn)場工作的安全，又使操作方便。
顯示器部份由共陰極發(fā)光數(shù)碼管D303、D302、U16和U17均為7407、U155G1413及8個限流電阻R301～R308構(gòu)成，U11的PB口輸出的八條線經(jīng)U16和U17驅(qū)動后與發(fā)光數(shù)碼管的各段相連，U11PA口輸出的四條線PA0～PA3經(jīng)U15驅(qū)動與數(shù)碼管的各位陰極相連，在U7的控制下，能顯示各種字母、符號和數(shù)字。
調(diào)節(jié)電路由光電耦合電路U134N25、三極管D401、繼電器J601、四個電阻R401～R404構(gòu)成，在U7的控制下，U12輸出的調(diào)節(jié)信號經(jīng)U8－21／6 74LS14反相后控制光耦合電路U13，而控制電子開關(guān)D401驅(qū)動繼電器J601，與此同時U12輸出的調(diào)節(jié)信號還通過反相驅(qū)動器U15－5、U15－62／65G1413，分別點亮發(fā)光二極管D304或D305作為信號燈。
本實用新型同時設(shè)一塊EPROM作需要時與U10替換，可插入U10的插座內(nèi)，對整機進行調(diào)試。
權(quán)利要求1.一種由前置級、A/D轉(zhuǎn)換部份、顯示、鍵盤組成的智能數(shù)字調(diào)節(jié)儀，其特征在于整機由可兼容任一熱電偶的三通道輸入級、前置放大級、A/D轉(zhuǎn)換級、主機部份、鍵盤、數(shù)碼管顯示和調(diào)節(jié)輸出、報警部份組成，a、可兼容一任熱電偶的三通道輸入級由下拉電阻R103接地的零位通道、電位器W101與二極管D101并聯(lián)與電阻R102串接構(gòu)成冷端通道、電阻R105和R106并聯(lián)組成熱電勢信號通道，上述三個通道兩端分別連接模擬開關(guān)U1CD4052的輸入端，U1輸出端連接前置放大級；b、前置放大級由U2-1、U2-2、U2-3三塊1/4LM324運放器和電阻R107～R112構(gòu)成測量放大器，測量放大器連接八選一模擬開關(guān)U3CD4051，測量放大器連接電阻R113和電容C101組成的濾波器，其濾波器連接A/D轉(zhuǎn)換級；c、A/D轉(zhuǎn)換級由集成塊U65G14433、二選一模擬開關(guān)1/4CD4035、電位器W1-2、穩(wěn)壓電源U55G1403和反相器U8-11/674LS14組成，U6和U8-1的輸出連接主機；d、主機部份由單片機U78031且分別連接尚包括固化密碼的EPROMU102764、低八位地址鎖存器U974LS373、觸發(fā)器U1274LS377、集成塊U118155組成，電阻R201和R202、電容C205、開關(guān)K201、反相器U8-11/674LS14組成自動復(fù)位電路且跨接U7和U11之間；e/鍵盤部份由三只鍵K301～K303、上拉電阻R309～R311、二極管D301IN4148組成；f、顯示部份由發(fā)光數(shù)碼管D303和D302、驅(qū)動電路U16和U177407、U155G1413、限流電阻R301～R308組成；g、調(diào)節(jié)輸出部份U12的輸出連接信號和調(diào)節(jié)兩部份，其中信號部份由反相驅(qū)動器U15-5、U15-62/65G141、U8-21/674LS14反相器、發(fā)光二極管D304和D305組成，而調(diào)節(jié)部份由光電耦合電路U134N25、三極管D401、繼電器J和電阻R401～R404組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1，所述的智能數(shù)字調(diào)節(jié)儀，其特征在于主機部份的EPROM U10，可與調(diào)試用的EPROM相互替換。
專利摘要一種利用微電腦的溫度顯示調(diào)節(jié)儀表，其特征整機由三通道輸入端分別連接模擬開關(guān)輸入端，其輸出連接前置放大級，經(jīng)阻容濾波器連接A/D轉(zhuǎn)換級，通過二選一模擬開關(guān)和反相器輸出連接主機，其主機由單片機、EPROM、鎖存器、觸發(fā)器組成，由三個鍵完成全部參數(shù)的設(shè)定，既解決現(xiàn)場工作的安全，操作又方便，最后在主機的控制下，能顯示各種字母、符號和數(shù)字。
文檔編號G05D23/22GK2114848SQ9221525
公開日1992年9月2日 申請日期1992年3月13日 優(yōu)先權(quán)日1992年3月13日
發(fā)明者童本廉 申請人:童本廉