專利名稱：總線式數(shù)字儀表的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種智能儀表，具體涉及一種串行總線輸入方式的總線式數(shù)字 儀表。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有數(shù)字顯示儀表主要是針對模擬量、脈沖量、開關(guān)量輸入信號設(shè)計(jì)的， 隨著控制方式的發(fā)展，現(xiàn)有輸入方式已經(jīng)無法適應(yīng)數(shù)字化控制系統(tǒng)的發(fā)展要求。 現(xiàn)有儀表按總線接口分類有二種有數(shù)字總線接口和無數(shù)字總線接口，無數(shù)字 總線接口的現(xiàn)有儀表無法與總線式系統(tǒng)直接連接使用，有數(shù)字總線接口的現(xiàn)有 儀表的輸入方式是模擬量輸入、脈沖量輸入和開關(guān)量輸入如熱電偶、熱電阻、 電流信號、電壓信號及方波脈沖等?，F(xiàn)有儀表通過其串行總線接口與計(jì)算機(jī)等 上位機(jī)的通訊，并將數(shù)據(jù)傳輸給總線(計(jì)算機(jī)等)，但不能直接從總線(計(jì)算機(jī) 等)接收或讀取數(shù)據(jù)。即，其串行總線接口是通訊輸出接口，儀表無法直接輸 入讀取串行總線數(shù)據(jù)。
現(xiàn)有儀表的特點(diǎn)，由于現(xiàn)有儀表無法直接輸入讀取串行總線數(shù)據(jù)，在實(shí)際 應(yīng)用中導(dǎo)致如下問題
現(xiàn)有儀表的輸入方式是模擬量輸入、脈沖量輸入和開關(guān)量輸入如熱電偶、 熱電阻、電流信號、電壓信號及方波脈沖等，無法直接輸入接收串行總線數(shù)據(jù)，
現(xiàn)有儀表的輸入方式在有效精度范圍內(nèi)，傳輸距離較短。遠(yuǎn)距離的輸入數(shù) 據(jù)傳輸時(shí)，誤差較大乃至失真，在不考慮電源的前提下，每塊儀表至少需要一 根兩芯屏蔽電纜傳輸輸入數(shù)據(jù)信號，當(dāng)使用儀表數(shù)量較多時(shí)，需要大量線纜， 不但導(dǎo)致線纜費(fèi)用的增加，而且由此產(chǎn)生大量的工程費(fèi)用，同時(shí)也不便于日后 維護(hù)。
為了輸入接收計(jì)算機(jī)等數(shù)字設(shè)備輸出的數(shù)據(jù)， 一般采用"計(jì)算機(jī)+碼轉(zhuǎn)換 器+模擬量轉(zhuǎn)換設(shè)備+儀表"的方式；B卩，計(jì)算機(jī)(數(shù)字輸出設(shè)備)輸出的數(shù) 據(jù)通過碼轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成串行總線信號，再傳輸給數(shù)模模塊(D/A)，數(shù)模模塊再 將該信號轉(zhuǎn)換成模擬信號輸入給現(xiàn)有儀表，儀表再通過表內(nèi)模數(shù)模塊(A/D)將 模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號在儀表上進(jìn)行數(shù)字顯示等，現(xiàn)有方法不但費(fèi)用高，并且多次轉(zhuǎn)換導(dǎo)致精度下降。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種實(shí)現(xiàn)串行總線數(shù)據(jù)直接輸入,可多個(gè)并聯(lián)在一條 (僅需一條)串行數(shù)據(jù)總線，并表通過該串行總線各自接收讀取各自的數(shù)據(jù)， 自行工作的總線式數(shù)字儀表。
上述的目的通過以下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)
一種總線式數(shù)字儀表，其組成包括串行總線輸入接口、單片機(jī)、數(shù)字顯 示器、數(shù)字解碼器、地址匹配器、數(shù)字存儲器、控制鍵盤、電源及輸出接口組 成，所述的串行總線輸入接口直接連接數(shù)據(jù)總線，總線式數(shù)字通過該接口接收 讀取總線數(shù)據(jù)，所述的單片機(jī)控制其它部分進(jìn)行數(shù)據(jù)讀取、處理、顯示、輸出 等，所述的數(shù)字顯示器顯示所接收的數(shù)據(jù)，所述的數(shù)字解碼器對輸入的串行總 線數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼，分離出地址信號和數(shù)據(jù)信號，所述的地址匹配器把數(shù)字解碼 器分離出的地址信號與本儀表設(shè)定的地址信號進(jìn)行比較，所屬的數(shù)字存儲器對 本地址數(shù)據(jù)信號進(jìn)行存儲；所述的控制鍵盤用于儀表參數(shù)、功能的設(shè)定，所述 的輸出接口輸出模擬量、開關(guān)量信號。
上述的總線式數(shù)字儀表，總線信號通過接口電路，經(jīng)兩個(gè)電阻之后進(jìn)入總 線收發(fā)芯片3082，信號處理后經(jīng)l腳、4腳送入CPU89C51,該芯片為本儀表 的核心單元，信號在89C51芯片內(nèi)部完成解碼，分離地址數(shù)據(jù)與信號數(shù)據(jù)，并 對其地址數(shù)據(jù)與存儲器24C02中的原地址數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，確定數(shù)據(jù)有效后與設(shè) 定在24C02中的報(bào)警信號比較，通過89C51的15腳、16腳輸出報(bào)警信號，經(jīng) 光偶緩沖后驅(qū)動(dòng)繼電器進(jìn)行報(bào)警輸出，經(jīng)過89C51解碼得到的數(shù)據(jù)信號經(jīng)21 腳輸出并進(jìn)入74HC164,經(jīng)解碼驅(qū)動(dòng)后送入對應(yīng)的數(shù)碼管進(jìn)行顯示，數(shù)據(jù)信號 經(jīng)89C51管腳32 39輸出并進(jìn)入DAC0832 D/A，并轉(zhuǎn)換成模擬信號，最后 LM324緩沖輸出標(biāo)準(zhǔn)電流信號，SW1、 SW2、 SW3為鍵盤輸入設(shè)備，用于參 數(shù)與報(bào)警值的設(shè)定，電源部分為整個(gè)儀表提供土15V和+5V的電源。 這個(gè)技術(shù)方案有以下有益效果 l.本發(fā)明的儀表可實(shí)現(xiàn)串行總線數(shù)據(jù)直接輸入，可多個(gè)并聯(lián)在一條(僅需一 條)串行數(shù)據(jù)總線，并表通過該串行總線各自接收讀取各自的數(shù)據(jù)，自行工 作。
2.本發(fā)明的儀表具有模擬量、開關(guān)量輸出接口，具有控制鍵盤，用于儀表的 設(shè)定。
3. 本發(fā)明應(yīng)用范圍廣，適用與各種不同串行總線協(xié)議的工業(yè)控制，功能齊全， 可以對各種串行總線協(xié)議的數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示，模擬量、開關(guān)量變送輸出。
4. 本發(fā)明總線式儀表構(gòu)成的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡潔、擴(kuò)展方便、性價(jià)比高?？偩€式儀 表顯示系統(tǒng)省略了D/A、 A/D轉(zhuǎn)換模塊，可極大地節(jié)約系統(tǒng)的成本。
5. 本發(fā)明使得通訊過程去掉了許多不必要的中間環(huán)節(jié)，減少了大量的可能故 障節(jié)點(diǎn)，與現(xiàn)有模擬輸入儀表相比較，總線式數(shù)字儀表極大地提高了穩(wěn)定性。


附圖l為本產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)框附圖2是本產(chǎn)品的電原理圖。
附圖3為本產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)示意附圖4為后端端子結(jié)構(gòu)附圖5為本產(chǎn)品的面板結(jié)構(gòu)圖。
附圖6為本產(chǎn)品的單元模塊關(guān)系圖。
本發(fā)明的
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1:
本發(fā)明是個(gè)單體的總線式數(shù)字儀表，在表體上設(shè)有串行總線輸入接口。 本發(fā)明組成包括帶有串行總線輸入接口通過表體和主控板聯(lián)接，總線式
儀表由三塊PCB板經(jīng)電路連接組成，分別為顯示板、電源板和主控板l，電源
板2和主控板通過顯示板3連接起來。
表體由串行總線輸入接口、單片機(jī)、數(shù)字顯示器、數(shù)字解碼器、地址匹配 器、數(shù)字存儲器、控制鍵盤、電源及輸出接口組成。串行總線輸入接口直接連
接數(shù)據(jù)總線，實(shí)現(xiàn)總線數(shù)據(jù)的直接輸入；
串行總線輸入接口直接連接數(shù)據(jù)總線，總線式數(shù)字通過該接口接收讀取總 線數(shù)據(jù)；單片機(jī)是儀表的控制核心，控制其它部分進(jìn)行數(shù)據(jù)讀取、處理、顯示、輸出等；數(shù)字顯示器顯示所接收的數(shù)據(jù)；數(shù)字解碼器對輸入的串行總線數(shù)據(jù)進(jìn) 行解碼，分離出地址信號和數(shù)據(jù)信號；地址匹配器把數(shù)字解碼器分離出的地址 信號與本儀表設(shè)定的地址信號進(jìn)行比較，以便確定本地址的數(shù)據(jù)；數(shù)字存儲器 對本地址數(shù)據(jù)信號進(jìn)行存儲；控制鍵盤用于儀表參數(shù)、功能的設(shè)定；輸出接口 輸出模擬量、開關(guān)量信號。
總線信號通過接口電路，經(jīng)兩個(gè)18歐姆電阻之后進(jìn)入總線收發(fā)芯片3082， 信號處理后經(jīng)l腳、4腳送入CPU 89C51,該芯片為本儀表的核心單元。信號 在89C51芯片內(nèi)部完成解碼，分離地址數(shù)據(jù)與信號數(shù)據(jù)，并對其地址數(shù)據(jù)與存 儲器24C02中的原地址數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，確定數(shù)據(jù)有效后與設(shè)定在24C02中的報(bào) 警信號比較，通過89C51的15腳、16腳輸出報(bào)警信號，經(jīng)光偶緩沖后驅(qū)動(dòng)繼 電器進(jìn)行報(bào)警輸出，兩個(gè)二極管為保護(hù)光偶的作用，經(jīng)過89C51解碼得到的數(shù) 據(jù)信號經(jīng)21腳輸出并進(jìn)入74HC164,經(jīng)解碼驅(qū)動(dòng)后送入對應(yīng)的數(shù)碼管進(jìn)行顯 示。數(shù)據(jù)信號經(jīng)89C51管腳32 39輸出并進(jìn)入DAC0832 D/A，并轉(zhuǎn)換成模擬 信號，最后LM324緩沖輸出標(biāo)準(zhǔn)電流信號，用于變送輸出、控制，SW1、 SW2、 SW3為鍵盤輸入設(shè)備，用于參數(shù)與報(bào)警值的設(shè)定。電源部分為整個(gè)儀表提供土 15V和+ 5V的電源。
總線式儀表在開機(jī)之后進(jìn)行系統(tǒng)自檢，自檢之后進(jìn)入系統(tǒng)設(shè)定參數(shù)狀態(tài)， 用戶在鍵盤上進(jìn)行參數(shù)設(shè)定，設(shè)定完成后自動(dòng)進(jìn)入工作狀態(tài)。'總線式儀表接收 到數(shù)據(jù)后進(jìn)行數(shù)據(jù)解碼，分離出地址信號與數(shù)據(jù)信號，當(dāng)?shù)刂沸盘柵c內(nèi)部存儲 地址不一致時(shí)，表示該數(shù)據(jù)為無效數(shù)據(jù)，則儀表自動(dòng)返回?cái)?shù)據(jù)接收狀態(tài)。當(dāng)?shù)?址數(shù)據(jù)與內(nèi)部存儲地址一致時(shí)，表示該數(shù)據(jù)為有效數(shù)據(jù)，則將該數(shù)據(jù)傳輸至數(shù) 字存儲器進(jìn)行存儲，同時(shí)進(jìn)行數(shù)字化顯示，并根據(jù)需要輸出模擬量、開關(guān)量。
本發(fā)明也可以將計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)通過串行數(shù)據(jù)口輸出，經(jīng)碼轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成 標(biāo)準(zhǔn)串行總線數(shù)據(jù)，再通過串行總線傳輸至各總線式儀表，總線式儀表直接顯 示數(shù)據(jù)，并根據(jù)要求輸出外部控制。
原工業(yè)儀表將接收到的模擬信號進(jìn)行現(xiàn)場顯示，同時(shí)通過串行總線傳輸至 控制中心。要使原工業(yè)儀表的顯示數(shù)據(jù)在其它位置用儀表顯示，只需把總線式 儀表的串行總線接口連接到原串行總線上，設(shè)置好儀表的波特率，地址，協(xié)議 等參數(shù)后即可直接顯示。
權(quán)利要求
1.一種總線式數(shù)字儀表，其組成包括 串行總線輸入接口、單片機(jī)、數(shù)字顯示器、數(shù)字解碼器、地址匹配器、數(shù)字存儲器、控制鍵盤、電源及輸出接口組成，其特征是所述的串行總線輸入接口直接連接數(shù)據(jù)總線，總線式數(shù)字通過該接口接收讀取總線數(shù)據(jù)，所述的單片機(jī)控制其它部分進(jìn)行數(shù)據(jù)讀取、處理、顯示、輸出，所述的數(shù)字顯示器顯示所接收的數(shù)據(jù)，所述的數(shù)字解碼器對輸入的串行總線數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼，分離出地址信號和數(shù)據(jù)信號，所述的地址匹配器把數(shù)字解碼器分離出的地址信號與本儀表設(shè)定的地址信號進(jìn)行比較，所述的數(shù)字存儲器對本地址數(shù)據(jù)信號進(jìn)行存儲；所述的控制鍵盤用于儀表參數(shù)、功能的設(shè)定，所述的輸出接口輸出模擬量、開關(guān)量信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的總線式數(shù)字儀表，其特征是總線信號通過接口電 路，經(jīng)兩個(gè)電阻之后進(jìn)入總線收發(fā)芯片3082,信號處理后經(jīng)1腳、4腳送入CPU 89C51,該芯片為本儀表的核心單元，信號在89C51芯片內(nèi)部完成解碼，分離 地址數(shù)據(jù)與信號數(shù)據(jù)，并對其地址數(shù)據(jù)與存儲器24C02中的原地址數(shù)據(jù)進(jìn)行比 較，確定數(shù)據(jù)有效后與設(shè)定在24C02中的報(bào)警信號比較，通過89C51的15腳、 16腳輸出報(bào)警信號，經(jīng)光偶緩沖后驅(qū)動(dòng)繼電器進(jìn)行報(bào)警輸出，經(jīng)過89C51解碼 得到的數(shù)據(jù)信號經(jīng)21腳輸出并進(jìn)入74HC164,經(jīng)解碼驅(qū)動(dòng)后送入對應(yīng)的數(shù)碼管 進(jìn)行顯示，數(shù)據(jù)信號經(jīng)89C51管腳32 39輸出并進(jìn)入DAC0832 D/A，并轉(zhuǎn)換 成模擬信號，最后LM324緩沖輸出標(biāo)準(zhǔn)電流信號，SW1、 SW2、 SW3為鍵盤 輸入設(shè)備，用于參數(shù)與報(bào)警值的設(shè)定，電源部分為整個(gè)儀表提供士15V和+5V 的電源。
全文摘要
總線式數(shù)字儀表，現(xiàn)有儀表通過其串行總線接口與計(jì)算機(jī)等上位機(jī)的通訊，并將數(shù)據(jù)傳輸給總線(計(jì)算機(jī)等)，但不能直接從總線(計(jì)算機(jī)等)接收或讀取數(shù)據(jù)，即，其串行總線接口是通訊輸出接口，儀表無法直接輸入讀取串行總線數(shù)據(jù)。因此需要一種總線式數(shù)字儀表，其組成包括串行總線輸入接口、單片機(jī)、數(shù)字顯示器、數(shù)字解碼器、地址匹配器、數(shù)字存儲器、控制鍵盤、電源及輸出接口組成。本發(fā)明產(chǎn)品用于數(shù)字化控制系統(tǒng)中。
文檔編號G08C19/16GK101303793SQ20071007218
公開日2008年11月12日 申請日期2007年5月9日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月9日
發(fā)明者張少勇, 陳景成 申請人:張少勇