專利名稱：串行同步通訊的晶閘管調(diào)整器參數(shù)調(diào)整方法及參數(shù)設(shè)定單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基于串行同步通訊的晶閘管調(diào)整方法及參數(shù)設(shè)定單元，它將使用 在電加熱行業(yè)，更具體的說(shuō)是一種安裝在大功率晶間管調(diào)整器面板上的參數(shù)設(shè)定單元。
背景技術(shù)：
目前，大功率晶閘管調(diào)整器已被廣泛應(yīng)用在電加熱行業(yè)，一般由主觸發(fā)板和其后 級(jí)連接的晶閘管主回路組成；對(duì)于運(yùn)行中的參數(shù)的調(diào)整是使用模擬電位器進(jìn)行必要的調(diào) 整，調(diào)節(jié)時(shí)還需要萬(wàn)用表做輔助工具進(jìn)行調(diào)整，很不方便，這樣的系統(tǒng)隨著長(zhǎng)期的運(yùn)行，極 易出現(xiàn)電位器觸點(diǎn)氧化最終使系統(tǒng)無(wú)法運(yùn)行，參數(shù)的顯示也僅僅依靠外掛模擬表頭來(lái)讀取 簡(jiǎn)單的參數(shù)。這樣非常需要一種參數(shù)顯示及設(shè)定器，來(lái)完成上述所有功能，例如顯示運(yùn)行中 的電壓、電流、功率、阻抗、運(yùn)行模式等；設(shè)定重要的參數(shù)，例如是否需要報(bào)警，對(duì)哪些參數(shù)允 許報(bào)警，是否需要電壓、電流限制，限制值如何設(shè)定等。另外因?yàn)橄到y(tǒng)運(yùn)行在高壓、大電流的場(chǎng)合下，晶閘管觸發(fā)瞬間又會(huì)產(chǎn)生極高的電 流變化率使電磁干擾非常明顯，抗干擾能力也是本課題的一大難點(diǎn)，對(duì)于一個(gè)設(shè)定器，經(jīng)典 的處理方式是采用CPU的數(shù)據(jù)總線擴(kuò)展I/O 口來(lái)完成顯示和鍵盤(pán)的參數(shù)設(shè)置，而這樣的系 統(tǒng)因?yàn)椴捎玫氖遣⑿型ㄓ?，?shù)據(jù)線、控制線，很難做抗干擾處理，極易受干擾，而且連線復(fù) 雜，影響系統(tǒng)的可靠性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，通過(guò)提供一種基于串行同步通訊的晶閘管調(diào)整器調(diào)整方法和 參數(shù)設(shè)定單元，以解決目前存在的顯示和參數(shù)調(diào)整的問(wèn)題，使其參數(shù)調(diào)整方便、準(zhǔn)確，參數(shù) 顯示一目了然。本發(fā)明是采用以下技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)的一種基于串行同步通訊的晶閘管調(diào)整器調(diào)整方法，包括以下步驟初始化步驟； 開(kāi)機(jī)自檢后讀取主機(jī)狀態(tài)顯示工作模式，進(jìn)入主界面顯示工作模式切換狀態(tài)步驟；操作步 驟；如果不需手動(dòng)操作，則直接進(jìn)入默認(rèn)顯示狀態(tài)；如需要用戶輸入，則進(jìn)入?yún)?shù)設(shè)置狀 態(tài)；判斷參數(shù)設(shè)置步驟；如設(shè)置則進(jìn)入密碼識(shí)別，經(jīng)密碼識(shí)別后輸入?yún)?shù)；如果沒(méi)有進(jìn)行參 數(shù)設(shè)置，則判斷是否進(jìn)行手動(dòng)輸入；如需要?jiǎng)t通過(guò)面板按鍵直接進(jìn)行輸入并進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送， 顯示返送內(nèi)容；如不需要?jiǎng)t選擇顯示其它參數(shù)。前述的顯示工作模式切換為循環(huán)顯示，包括主板的電壓、電流、頻率、功率、阻抗、 控制信號(hào)大小。一種基于串行同步通訊的晶閘管調(diào)整器的參數(shù)設(shè)定單元，包含有專用外殼和其上 安裝有單片微型計(jì)算機(jī)的控制電路板，該控制電路板與顯示板進(jìn)行連接所述的控制電路 板和顯示板均設(shè)有微處理芯片；控制電路板和顯示板之間為串行高速數(shù)據(jù)接口進(jìn)行連接。前述的控制電路板和顯示板的終端安置了提高抗干擾能力的電流環(huán)匹配電阻網(wǎng)絡(luò)。
前述的微處理芯片采用的是美國(guó)ATMEL公司的ATMEGA16。前述的一種基于串行同步通訊的晶閘管調(diào)整器參數(shù)設(shè)定單元，其特征在于所述 的顯示板為雙排設(shè)置。前述的顯示面板上設(shè)置了參數(shù)設(shè)定和顯示狀態(tài)進(jìn)行切換的數(shù)個(gè)按鍵。前述的接口通過(guò)10芯IDClO連接器進(jìn)行連接。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下明顯的優(yōu)勢(shì)和有益效果本發(fā)明一種基于串行同步通訊的晶閘管調(diào)整器的參數(shù)設(shè)定單元，采用美國(guó)ATMEL 公司的工業(yè)級(jí)CPU是ATMEGA16作為主處理器，和同樣帶有串行同步通訊接口安置在主觸發(fā) 板上的ATMEGAU8為微處理器，通過(guò)一根10芯的扁平電纜30進(jìn)行連接，可以完成所有參數(shù) 的設(shè)定、顯示，有效的解決了上述問(wèn)題。這種通訊方式的連接簡(jiǎn)單可靠，速率高，波特率達(dá) 62.5Kbps-4Mbps。抗干擾能力大大增強(qiáng)，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證，傳輸距離可達(dá)10m。另外依賴于其口 線的高性能驅(qū)動(dòng)，在LED段碼的驅(qū)動(dòng)上沒(méi)有擴(kuò)展任何接口芯片而直接可靠驅(qū)動(dòng)。設(shè)置的四個(gè)按鍵可以有效的為用戶的參數(shù)設(shè)置的顯示狀態(tài)切換提供輸入，四個(gè)按 鍵從左向右的功能依次為設(shè)定(或確認(rèn))、左移位、減少、增加，通過(guò)它們的組合可以達(dá)到 參數(shù)輸入的目的，在正常運(yùn)行期間作為顯示模式切換，故障查詢等。


圖1是發(fā)明的一個(gè)實(shí)際應(yīng)用示意例圖；圖2是本發(fā)明顯示板的正面圖；圖3、4是本發(fā)明的電原理圖；圖5是本發(fā)明晶閘管調(diào)整方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
進(jìn)行說(shuō)明請(qǐng)參閱圖1-1、圖1-2所示，其中，圖1-2為顯示板的正面圖。本發(fā)明基于串行同步通訊的晶閘管調(diào)整器參數(shù)顯示設(shè)定單元100 ；13為微處理 器，它采用美國(guó)ATMEL公司的工業(yè)級(jí)ATMEGA16作為主處理器，和同樣帶有串行同步通訊接 口安置在主觸發(fā)板200上的微處理器21為ATMEGA128，通過(guò)一根10芯的扁平電纜30進(jìn) 行連接，可以完成所有參數(shù)的設(shè)定、顯示，有效的解決了上述問(wèn)題。這種通訊方式的連接 簡(jiǎn)單可靠，速率高，波特率達(dá)62. 5Kbps-4Mbps,為了可靠有效傳輸，本例采用了最低的速率 62. 5Kbps，本系統(tǒng)已經(jīng)足夠了?？刂齐娐钒?00和顯示板100的終端安置了提高抗干擾能力的電流環(huán)匹配電阻網(wǎng) 絡(luò)16，有效延長(zhǎng)傳輸距離，原理結(jié)合了微處理器13與21 口線驅(qū)動(dòng)能力較強(qiáng)的特點(diǎn)，數(shù)據(jù) 傳輸無(wú)論是發(fā)送還是接收，傳輸?shù)氖歉唠娖竭€是低電平，保證在傳輸線內(nèi)均有一個(gè)固定的 電流環(huán)路，使抗干擾能力大大增強(qiáng)，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證，傳輸距離可達(dá)10m。由于采用的是美國(guó)ATMEL公司的處理器ATMEGA，利用其FLASH存儲(chǔ)器可以多次反 復(fù)編程的特點(diǎn)使程序的更新升級(jí)非常方便，內(nèi)置的看門(mén)狗模塊使系統(tǒng)出現(xiàn)程序異常時(shí)可以 自動(dòng)復(fù)位，保證系統(tǒng)的可靠運(yùn)行。另外依賴于其口線的高性能驅(qū)動(dòng)，在LED段碼的驅(qū)動(dòng)上沒(méi) 有擴(kuò)展任何接口芯片而直接可靠驅(qū)動(dòng)。
顯示板為雙排設(shè)置，利用兩個(gè)4位的高亮度數(shù)碼管11和12，組成雙排顯示器，在實(shí) 際參數(shù)設(shè)置中，上排顯示參數(shù)名稱，下排可以顯示其對(duì)應(yīng)的具體參數(shù)值；在正常運(yùn)行時(shí)，將 實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前的運(yùn)行參數(shù)值，例如，上排顯示晶閘管調(diào)整器的輸出電壓，下排顯示用戶的設(shè)置百分比。顯示面板上設(shè)置了參數(shù)設(shè)定和顯示狀態(tài)進(jìn)行切換的四個(gè)按鍵15，設(shè)置的四個(gè)按 鍵可以有效的為用戶的參數(shù)設(shè)置的顯示狀態(tài)切換提供輸入，四個(gè)按鍵從左向右的功能依次 為設(shè)定(或確認(rèn))、左移位、減少、增加，通過(guò)它們的組合可以達(dá)到參數(shù)輸入的目的，在正常 運(yùn)行期間作為顯示模式切換，故障查詢等。顯示設(shè)定單元100，它與主板200的通訊在硬件上是通過(guò)兩別分別安裝的兩個(gè) IDClO連接器10和20來(lái)連接，傳輸線為普通的1. 27mm間距連接線。參見(jiàn)圖1、圖2所示，本發(fā)明的控制電路100組成為其中上下兩排數(shù)碼管11、12用 于顯示當(dāng)前參數(shù)值和設(shè)定參數(shù)值；4個(gè)發(fā)光管14顯示了主機(jī)的運(yùn)行、報(bào)警等主要運(yùn)行狀態(tài)； 面板上設(shè)置了 4個(gè)按鍵15，用于用戶參數(shù)設(shè)定和顯示狀態(tài)等切換；10、20分別為設(shè)定器和主 板用的連接器IDClO ；13為設(shè)定器的微處理器ATMEGA ；21為主板的微處理器ATMEGA128。參見(jiàn)圖3、4電原理圖，介紹其工作原理來(lái)自可控硅調(diào)壓主板的接口電路10，包含 了全部需要的電源和各種信號(hào)，其中包含SPI接口的主要信號(hào)MISO，MOSI，SCK,通過(guò)三根信 號(hào)線完成設(shè)置器與主板的高速數(shù)據(jù)交換；為了提高抗干擾能力，增設(shè)了圖2-1中16阻抗 匹配網(wǎng)絡(luò)，對(duì)于數(shù)據(jù)接收時(shí)，來(lái)自主板的高頻信號(hào)MISO與電阻R15、R16構(gòu)成電流環(huán)路，當(dāng) MIOS為高電平或者低電平均可以維持一定的環(huán)路電流，輸入到CPU13管腳的電平將無(wú)信號(hào) 畸變，另外發(fā)送時(shí)SCK信號(hào)作為高頻時(shí)鐘信號(hào)，電阻R13、R14提供低阻抗輸出特性，與主板 的匹配電阻同樣構(gòu)成環(huán)路，這樣可以有效解決系統(tǒng)的長(zhǎng)距離傳輸問(wèn)題；擴(kuò)展的雙排LED顯 示器11、12與微處理器13的連接是通過(guò)位驅(qū)動(dòng)器采用ULN2003集成驅(qū)動(dòng)器，包含8個(gè)位驅(qū) 動(dòng)循環(huán)定時(shí)掃描，段碼驅(qū)動(dòng)采用ATMEGA16的8個(gè)IO 口輸出段碼；LED14為四個(gè)LED作為狀 態(tài)和報(bào)警顯示，鍵盤(pán)15為用戶輸入提供了 4個(gè)按鍵。請(qǐng)參閱圖5所示，為一種基于串行同步通訊的晶閘管調(diào)整器調(diào)整方法的流程圖， 可以對(duì)本參數(shù)設(shè)置器有更加詳細(xì)的功能介紹該方法包括以下步驟開(kāi)機(jī)自檢后讀取主機(jī) 狀態(tài)顯示工作模式(調(diào)壓/調(diào)功)，顯示工作頻率(50/60HZ)，并確認(rèn)主機(jī)的最大工作電流、 電壓，然后進(jìn)入主界面顯示狀態(tài)。當(dāng)用戶有操作請(qǐng)求時(shí)，判定任務(wù)，屬于參數(shù)設(shè)置則調(diào)用參 數(shù)設(shè)置的過(guò)程，并最終將參數(shù)設(shè)置到主機(jī)的EEPROM中，如果為手動(dòng)輸入，調(diào)用其手動(dòng)傳輸 程序，直接控制主板的工作信號(hào)大小，結(jié)果是通過(guò)面板按鍵直接操作了工作信號(hào)的大??；如 果是顯示模式切換，則在幾個(gè)顯示模式下循環(huán)顯示，例如主板的電壓、電流、頻率、功率、阻 抗、控制信號(hào)大小等，并有簡(jiǎn)單的字母提示，使用戶一目了然。另外本CPU開(kāi)啟兩個(gè)中斷服 務(wù)來(lái)完成系統(tǒng)的時(shí)序調(diào)度和實(shí)時(shí)通訊，Ims定時(shí)中斷服務(wù)完成LED閃顯計(jì)數(shù)，位掃描，鍵盤(pán) 識(shí)別處理；SPI中斷服務(wù)當(dāng)數(shù)據(jù)發(fā)送/接收完畢會(huì)觸發(fā)一個(gè)中斷事件，包含了命令同步，命 令解析，緩沖區(qū)刷新，校驗(yàn)等。最后應(yīng)說(shuō)明的是以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明而并非限制本發(fā)明所描述的技術(shù) 方案；因此，盡管本說(shuō)明書(shū)參照上述的各個(gè)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明已進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，但是，本 領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，仍然可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行修改或等同替換；而一切不脫離發(fā) 明的精神和范圍的技術(shù)方案及其改進(jìn)，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
1. 一種串行同步通訊的晶間管調(diào)整器調(diào)整方法，其特征在于包括以下步驟1.1.初始化步驟開(kāi)機(jī)自檢后讀取主機(jī)狀態(tài)顯示工作模式，進(jìn)入主界面顯示工作模式 切換狀態(tài)；1.2、顯示與操作步驟如當(dāng)不需手動(dòng)操作時(shí)，則直接進(jìn)入默認(rèn)顯示狀態(tài)；當(dāng)需要用戶 輸入，則進(jìn)入?yún)?shù)設(shè)置狀態(tài)；1.3、判斷參數(shù)設(shè)置步驟如進(jìn)入?yún)?shù)密碼識(shí)別，與密碼一致則允許輸入?yún)?shù)；如果沒(méi) 有進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，則判斷是否進(jìn)行手動(dòng)輸入；如需要?jiǎng)t通過(guò)面板按鍵直接進(jìn)行輸入并進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送，顯示返送內(nèi)容；如不需要?jiǎng)t選擇顯示其它參數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的串行同步通訊的晶閘管調(diào)整器調(diào)整方法，其特征在于其中 所述的顯示工作模式切換為循環(huán)顯示，包括主板的電壓、電流、頻率、功率、阻抗、控制信號(hào) 大小。
3.—種串行同步通訊的晶間管調(diào)整器的設(shè)定單元，包含有專用外殼和其上安裝有單 片微型計(jì)算機(jī)的控制電路板，該控制電路板與顯示板進(jìn)行連接其特征在于所述的控制 電路板和顯示板均設(shè)有微處理芯片；控制電路板和顯示板之間為串行高速數(shù)據(jù)接口進(jìn)行連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的串行同步通訊的晶間管調(diào)整器設(shè)定單元，其特征在于所述 的控制電路板和顯示板的終端安置了提高抗干擾能力的電流環(huán)匹配電阻網(wǎng)絡(luò)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的串行同步通訊的晶間管調(diào)整器設(shè)定單元，其特征在于所述 的微處理芯片采用的是美國(guó)ATMEL公司的ATMEGA16。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的串行同步通訊的晶間管調(diào)整器設(shè)定單元，其特征在于所述 的顯示板為雙排設(shè)置。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的串行同步通訊的晶間管調(diào)整器設(shè)定單元，其特征在于所述 的顯示面板上設(shè)置了參數(shù)設(shè)定和顯示狀態(tài)進(jìn)行切換的數(shù)個(gè)按鍵。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的串行同步通訊的晶間管調(diào)整器設(shè)定單元，其特征在于所述 的接口通過(guò)10芯IDClO連接器進(jìn)行連接。
全文摘要
一種串行同步通訊的晶閘管調(diào)整器參數(shù)調(diào)整方法及設(shè)定單元，包括初始化步驟顯示與操作步驟判斷參數(shù)設(shè)置步驟如進(jìn)入?yún)?shù)密碼識(shí)別，與密碼一致則允許輸入?yún)?shù)；如果沒(méi)有進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，則判斷是否進(jìn)行手動(dòng)輸入；如需要?jiǎng)t通過(guò)面板按鍵直接進(jìn)行輸入并進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送，顯示返送內(nèi)容；如不需要?jiǎng)t選擇顯示其它參數(shù)。顯示工作模式切換為循環(huán)顯示，包括主板的電壓、電流、頻率、功率、阻抗、控制信號(hào)大小。顯示板為雙排設(shè)置。控制電路板和顯示板均設(shè)有微處理芯片；控制電路板和顯示板之間為串行高速數(shù)據(jù)接口進(jìn)行連接。
文檔編號(hào)G05B19/02GK102043383SQ20091023524
公開(kāi)日2011年5月4日 申請(qǐng)日期2009年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月19日
發(fā)明者沈軼鵬 申請(qǐng)人:北京市朝陽(yáng)自動(dòng)化儀表廠