新型人机信息交换装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种应用于高压大功率变频调速系统中的新型人机信息交换装置，它由微处理器、矩阵键盘、液晶显示屏、通讯扩展芯片、通讯接口芯片构成。微处理器的Ｉ／Ｏ口与矩阵键盘的数据口相连，接收用户输入的各种指令；微处理器的地址口通过地址总线与通讯扩展芯片、液晶显示屏的地址口相连；微处理器的数据口通过数据总线与液晶显示屏的数据口和通讯扩展芯片的并行数据输入／输出口相连；通讯扩展芯片提供有一条以上的串行通讯链路，其串行数据输入／输出口通过ＲＳ４２２通讯接口芯片、ＲＳ４８５通讯接口芯片和ＲＳ２３２通讯接口芯片与壳体上预留的各种不同通讯方式的通讯接口相连，实现与不同的通讯设备间的通讯。本实用新型专利技术成本低、功能实用、信息显示直观。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种人机信息交换装置，更具体地说，涉及一种应用于高压大功率变频调速系统中的新型人机信息交换装置。
技术介绍
随着人们对交流变频调速技术的深入了解，目前，交流变频调速系统特别是高压大功率变频调速系统已广泛地应用于冶金、煤矿、给水等行业。高压大功率变频调速系统(以下简称“调速系统”)主要由两大部分构成功率单元部分和控制单元部分。功率单元部分主要是将输入的固定电压、固定频率的交流电源转换成当前所需的电压幅值可变、频率可变的交流电源，对被控交流电机进行调速；控制单元部分则是按照用户的设定并结合调速系统自身的工作状态控制功率单元的运行。而控制单元部分又细分为两部分内核部分和外延部分。内核部分的主要功能是产生/关断PWM脉冲触发信号、检测与判断调速系统自身状态；外延部分的主要功能是完成调速系统与用户之间的信息交换、与系统内的其它控制设备间的通讯以及与用户现场设备间的通讯。目前，高压大功率变频调速系统实现与用户之间的信息交换主要有两种方式一种是通过工业控制计算机(简称“工控机”)和液晶触摸屏进行人机信息交换；另一种方式是通过LED数码管和按键组合的简单信息交换装置进行人机信息交换。由工业控制计算机和液晶触摸屏组成的人机信息交换装置包括分体和一体两种形式。分体式人机信息交换装置是采用独立的工控机外加液晶触摸屏组成人机信息交换装置，液晶屏作为显示器显示调速系统的相关信息和用户当前所做操作的反馈，一般在液晶屏表面会覆有触摸薄膜，可作为鼠标和键盘供用户进行各种操作。这种分体式人机信息交换装置的缺点是由于需要一个独立的工控机与液晶触摸屏配合实现人机信息交换，所以，使得整个调速系统的制造成本提高了，缺乏市场竞争力。一体式人机信息交换装置，其内部的工控机与大功率变频调速系统控制单元内核部分的工控机为同一工控机，该工控机除与触摸屏配合完成信息交换外，其主要任务是完成产生/关断PWM脉冲触发信号、检测与判断调速系统自身状态等功能，即控制单元的内核部分所要完成的任务，所以，这种一体式人机信息交换装置的缺点是在实现人机信息交换的时候，占用了工控机大量资源，影响了工控机产生/关断PWM脉冲触发信号、检测与判断调速系统自身状态的响应速度，并且故障率也相对较高。由LED数码管和按键组合而成的简单人机信息交换装置是通过一个或多个LED数码管来显示调速系统的信息，由按键输入具有特定的较为单一的功能性操作，比如“启动、停机”等。这种人机信息交换装置弥补了上述“一体化工控机”在故障率和成本方面的不足。但是，使用LED数码管所显示的信息量极其有限，稍微复杂一点的或者多一点的数据显示起来相当困难，往往这些信息都是通过预先定义好的代码显示出来后，用户通过这些代码再查阅指定的说明书，查找相对应的信息。这种人机信息交换装置的缺点是显示的信息不够直观、按键功能单一、操作相对麻烦。
技术实现思路
为了解决上述两种人机信息交换装置存在的不足，本技术的目的是提供一种新型的应用于高压大功率变频调速系统中的人机信息交换装置，该人机信息交换装置具有成本低、操作简单、信息显示直观、功能实用以及故障率低的优点。为实现上述目的，本技术采用以下技术方案一种应用于高压大功率变频调速系统中的新型人机信息交换装置，它主要由微处理器(简称“CPU”)、键盘、液晶显示屏、通讯扩展芯片、与通讯扩展芯片串行数据口相连的通讯接口芯片构成；微处理器的I/O口与键盘的数据口相连，接收用户输入的各种指令；微处理器的地址口通过地址总线、地址锁存器与通讯扩展芯片、液晶显示屏的地址口相连；微处理器的数据口通过数据总线与液晶显示屏的数据口和通讯扩展芯片的并行数据输入/输出口相连；所述通讯扩展芯片提供有一条以上的串行通讯链路，所述通讯扩展芯片的并行数据输入/输出口与微处理器的数据口相连，通讯扩展芯片的串行数据输入/输出口通过RS422通讯接口芯片、RS485通讯接口芯片和RS232通讯接口芯片与人机信息交换装置壳体上预留的各种不同通讯方式的通讯接口相连，实现与不同的通讯设备间的信息传输、通讯。所述键盘为矩阵键盘。本技术的工作原理是本技术上电后，各芯片统一硬件复位；微处理器开始执行存储在ROM芯片的控制程序，给各个芯片写初始化控制字，并从时钟芯片读取当前的时间；随后，微处理器定时扫描与键盘相连的I/O口，检查是否有键盘操作，如有按键被按下，微处理器立即执行相关命令；微处理器通过通讯扩展芯片、与通讯扩展芯片相连的通讯接口芯片与调速系统或各设备进行通讯，发送读取相关数据的指令，并接收来自各设备返回的数据和信息；通过液晶显示器显示各设备返回的数据和信息，同时，将人机信息交换程序运行过程中的变量及各种数据存储在RAM芯片中。由于本技术是通过微处理器及其外围电路、矩阵键盘、液晶显示屏和通讯扩展芯片及其通讯接口芯片这四大部分组成的人机信息交换装置完成人机信息交换的，而不是象传统的人机信息交换装置那样使用单独的工控机或使用调速系统控制单元的工控机、触摸显示屏完成人机信息交换的，所以，本技术成本低、功能实用、故障率低、信息显示直观、操作简单，其生产成本、复杂程度特别适宜高压大功率变频调速系统。附图说明图1为本技术的原理框图图2为本技术具体实施例原理框图图3为图2的具体电路图具体实施方式如图1所示，本技术公开的应用于高压大功率变频调速系统中的人机信息交换装置主要由微处理器、矩阵键盘、液晶显示屏、时钟芯片、通讯扩展芯片、各种不同通讯方式的通讯接口芯片和RAM、ROM存储器芯片构成。微处理器的I/O口与矩阵键盘的数据口相连，接收用户输入的各种指令。微处理器的地址口通过地址总线、地址锁存器分别与时钟芯片、通讯扩展芯片、RAM芯片、ROM芯片和液晶显示屏的地址口相连；微处理器的数据输入/输出口通过数据总线分别与时钟芯片、RAM芯片、ROM芯片、液晶显示屏的数据口和通讯扩展芯片的并行数据输入/输出口相连；通讯扩展芯片的串行数据口分别通过不同通讯方式的通讯接口芯片与人机信息交换装置壳体上预留的各种不同通讯方式的通讯接口相连，实现以不同的通讯方式与不同的通讯设备间的信息传输。本技术的核心部分是单片机，它通过矩阵键盘接收用户输入的各种指令，如查询调速系统的运行状态、功率单元的工作电流值、显示故障原因等；它通过液晶显示屏显示各种信息；它通过通讯扩展芯片和各种不同通讯方式的通讯接口芯片以不同的通讯方式与不同的通讯设备进行数据的传输；它将人机信息交换过程中的各种数据和变量存储在RAM芯片中，将单片机运行的程序存储在ROM芯片中；它用时钟芯片定时返回的数据显示时间，并将其作为调速系统重要事件的发生时间一并存储。图2为本技术具体实施例的原理框图。如图所示，本技术选用的是32位的微处理器即CPU(型号80C196)作为核心组件。微处理器的10个I/O口即P0.0-P0.4、P1.0-P1.4与5×5＝25矩阵键盘的数据口相连，接收用户输入的各种指令。微处理器的低8位地址/数据输入/输出口AD0-AD7通过地址锁存器U1(型号74HC573)以地址/数据总线的方式分别与时钟芯片U2(型号DS12C887)、通讯扩展芯片U3(型号TL16C554)、RAM U4(型号DS1220)、ROM 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型人机信息交换装置，其特征在于：它主要由微处理器、键盘、液晶显示屏、通讯扩展芯片、与通讯扩展芯片串行数据口相连的通讯接口芯片构成；　　　　微处理器的Ｉ／Ｏ口与键盘的数据口相连，接收用户输入的各种指令；微处理器的地址口通过地址总线、地址锁存器与通讯扩展芯片、液晶显示屏的地址口相连；微处理器的数据口通过数据总线与液晶显示屏的数据口和通讯扩展芯片的并行数据输入／输出口相连；　　　　所述通讯扩展芯片提供有一条以上的串行通讯链路，所述通讯扩展芯片的并行数据输入／输出口与微处理器的数据口相连，通讯扩展芯片的串行数据输入／输出口通过不同的通讯接口芯片与人机信息交换装置壳体上预留的各种不同通讯方式的通讯接口相连，与不同的通讯设备间的信息传输。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：戚永意，
申请(专利权)人：北京利德华福电气技术有限公司，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]