專利名稱：煤礦用單片機脫機在線編程器的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于一種程序編輯設備，具體涉及一種井下用的煤礦用單片機 脫機在線編程器。
背景技術：
在井下的控制系統中，包含各種采集器、控制器和處理器，而很多控制 器和處理器都采用了單片機技術，但井下單片機電路中的程序更新卻非常困難， 需要在地面把程序編制好之后，存入計算機中，再將計算機帶到井下，與井下 的單片機對接，將程序拷貝進單片機，整個過程非常復雜，同時，計算機需要
220V電源供電，而井下的用電安全和隔爆技術的要求都非常高，要使計算機能 在井下安全使用，也會增加安全處理的技術難度和處理成本。
傳統技術的缺點是沒有一種安全快捷的井下單片機程序更新設備，井下
單片機程序更新的技術難度高、處理成本高，安全性低，且處理過程復雜。
實用新型內容
本實用新型的目的是提供一種結構簡單，成本低，安全快捷的煤礦用單片 機脫機在線編程器。
為達到上述目的，本實用新型所述的煤礦用單片機脫機在線編程器，其關
鍵在于由主存儲器，上位機接口電路、下位機接口電路、控制電路和電源電 路組成，其中電源電路為各單元電路供電，所述主存儲器設置有第一輸入/輸出
端組TXD、 RXD，該TXD端和RXD端與所述上位機接口電路連接，該上位機接口 電路設置有計算機插針，主存儲器通過上位機接口電路與上位計算機進行數據 交換；所述主存儲器還設置有第二輸入/輸出端組TXDl、 RXD1，該TXD1端和RXD1 端與所述下位機接口電路連接，該下位機接口電路為插針，主存儲器通過下位 機接口電路與下位機進行數據交換；
所述主存儲器還設置有第一控制端RST和第二控制端P0. 14，所述RST端和 P0.14端與所述控制電路連接，該控制電路包括第一復位開關、限流電阻和隔離 芯片，其中限流電阻的一端接高電平，另一端串所述第一復位開關后與地連接， 所述限流電阻的另一端還接所述隔離芯片的輸入端，該隔離芯片的輸出端輸出 控制信號給所述主存儲器的第一控制端RST;
所述控制電路還包括第二復位開關和上拉電阻，其中上拉電阻的一端接高 電平，另一端串所述第二復位開關后與地連接，該第二復位開關和上拉電阻的 公共端輸出控制信號給所述主存儲器的第二控制端PO. 14。
編程器分別設置有上位機接口電路、下位機接口電路，可通過上位機接口 電路與地面的計算機連接，獲取計算機內編制好的程序，并存入主存儲器中， 再通過下位機接口電路與井下的單片機連接，實現單片機內的程序更新。取代 了將計算機帶到井下進行處理的復雜過程。
所述上位機接口電路還設置有串口芯片、第一電阻和第二電阻，其中串口 芯片的下位接口端組DIN2、 R0UT2分別連接所述主存儲器的第一輸入/輸出端組 TXD、 RXD，所述DIN2端還串接所述第一電阻后與高電平連接，所述R0UT2端還 串接所述第二電阻后與高電平連接，所述串口芯片的上位接口端組D0UT2、 RIN2 與所述計算機插針連接。
串口芯片便于將上位計算機中的程序寫入主存儲器中。
所述電源電路包括USP接口和三端電源，該USP接口輸出高電平給三端電 源的輸入端，三端電源的輸出端輸出安全電壓，該三端電源的輸入端和輸出端 分別串接有穩壓電容與地連接。USP接口可以從計算機和下位單片機獲得工作電源，以保證各單元電路能正 常工作，同時，該USP接口和三端電源提供的是5V安全電壓，不需要對編程器 進行隔爆技術，提高了拷貝的安全性，簡化了整個拷貝成本，提高了拷貝速度。
所述主存儲器還設置有工作顯示端PR0G，該工作顯示端PR0G連接發光二極 管的負極，該發光二極管的正極串電阻后與高電平連接；
當主存儲器向下位單片機拷貝程序時，工作顯示端PROG給出低電平，驅動 發光二極管工作發光，提示正處于拷貝工作狀態，當程序拷貝結束，發光二極 管熄滅。
所述主存儲器還設置有錯誤提示端ERROR,該錯誤提示端ERROR連接發光二 極管的負極，該發光二極管的正極串電阻后與高電平連接；
拷貝工作出錯，主存儲器將驅動錯誤提示的發光二極管亮，需要重新拷貝。
所述主存儲器還設置有電源顯示端GND，該電源顯示端GND連接發光二極管 的負極，該發光二極管的正極串電阻后與高電平連接。
本實用新型的顯著效果是結構簡單，體積小、方便攜帶、價格低，性能 可靠，同時，不使用計算機、不需要附加電源，提高了拷貝的安全性，簡化了 整個拷貝成本，提高了拷貝速度。
圖l是本實用新型的原理框圖； 圖2是本實用新型的電路原理圖； 圖3是控制電路的電路原理圖； 圖4是電源電路的電路原理圖。
具體實施方式
以下結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步詳細說明。如圖1、 2、 3、 4所示 一種煤礦用單片機脫機在線編程器，由主存儲器Ul, 上位機接口電路l、下位機接口電路2、控制電路3和電源電路4組成，其中電 源電路4為各單元電路供電，所述主存儲器Ul設置有第一輸入/輸出端組TXD、 RXD，該TXD端和RXD端與所述上位機接口電路1連接，該上位機接口電路1設 置有計算機插針Jl，主存儲器Ul通過上位機接口電路1與上位計算機進行數據 交換；
主存儲器Ul的型號為LPC213X，計算機插針Jl為9針插頭。 所述主存儲器Ul還設置有第二輸入/輸出端組TXD1、 RXD1，該TXD1端和 RXD1端與所述下位機接口電路2連接，該下位機接口電路2為插針P1，主存儲 器Ul通過下位機接口電路2與下位機進行數據交換；
如圖3所示:所述主存儲器Ul還設置有第一控制端RST和第二控制端P0. 14， 所述RST端和P0. 14端與所述控制電路3連接，該控制電路3包括第一復位開 關Kl、限流電阻R4和隔離芯片U2，其中限流電阻R4的一端接高電平，另一端 串所述第一復位開關Kl后與地連接，所述限流電阻R4的另一端還接所述隔離 芯片U2的輸入端，該隔離芯片U2的輸出端輸出控制信號給所述主存儲器U1的 第一控制端RST;
所述控制電路3還包括第二復位開關K2和上拉電阻R5，其中上拉電阻R5 的一端接高電平，另一端串所述第二復位開關K2后與地連接，.該第二復位開關 K2和上拉電阻R5的公共端輸出控制信號給所述主存儲器Ul的第二控制端 P0. 14。
編程器分別設置有上位機接口電路l、下位機接口電路2，可通過上位機接 口電路1與地面的計算機連接，獲取計算機內編制好的程序，并存入主存儲器 Ul中，再通過下位機接口電路2與井下的單片機連接，實現單片機內的程序更 新。取代了將計算機帶到井下進行處理的復雜過程。如圖2所示所述上位機接口電路1還設置有串口芯片U3、第一電阻R1和 第二電阻R2，其中串口芯片U3的下位接口端組DIN2、 R0UT2分別連接所述主存 儲器Ul的第一輸入/輸出端組TXD、 RXD，所述DIN2端還串接所述第一電阻Rl 后與高電平連接，所述R0UT2端還串接所述第二電阻R2后與高電平連接，所述 串口芯片U3的上位接口端組D0UT2、 RIN2與所述計算機插針Jl連接。 串口芯片U3為232串口芯片，其型號為MAX3232CD。 串口芯片U3便于將上位計算機中的程序寫入主存儲器U1中。 如圖4所示所述電源電路4包括USP接口和三端電源U4，該USP接口輸 出高電平給三端電源U4的輸入端，三端電源U4的輸出端輸出安全電壓，該三 端電源U4的輸入端和輸出端分別串接有穩壓電容與地連接。
USP接口可以從計算機和下位單片機獲得工作電源，以保證各單元電路能正 常工作，同時，該USP接口和三端電源U4提供的是5V安全電壓，不需要對編 程器進行隔爆技術，提高了拷貝的安全性，簡化了整個拷貝成本，提高了拷貝 速度。
如圖2所示所述主存儲器Ul還設置有工作顯示端PR0G，該工作顯示端 PROG連接發光二極管的負極，該發光二極管的正極串電阻后與高電平連接；
當主存儲器U1向下位單片機拷貝程序時，工作顯示端PR0G給出低電平， 驅動發光二極管工作發光，提示正處于拷貝工作狀態，當程序拷貝結束，發光 二極管熄滅。
所述主存儲器Ul還設置有錯誤提示端ERROR,該錯誤提示端ERROR連接發 光二極管的負極，該發光二極管的正極串電阻后與高電平連接；
拷貝工作出錯，主存儲器U1將驅動錯誤提示的發光二極管亮，需要重新拷貝。所述主存儲器Ul還設置有電源顯示端GND,該電源顯示端GND連接發光二 極管的負極，該發光二極管的正極串電阻后與高電平連接。 其工作原理是
在地面，將計算機插針Jl和USP接口與計算機連接，USP接口獲取工作電 源，按動第一復位開關K1，主存儲器U1通過232串口從計算機復制程序，可通 過計算機顯示器了解該復制進程。
在井下，將插針P1和USP接口與下位單片機連接，USP接口獲取工作電源， 按動第二復位開關K2，主存儲器U1向單片機復制程序，主存儲器U1工作顯示 端PROG連接的工作提示發光二極管亮，當復制完成，該發光二極管熄滅。
本實用新型還可以從下位單片機獲取數據信息，轉發給計算機。其操作過 程與程序復制過程相反，而獲取信息成功與否，可通過單片機上的發光二極管獲得。
下位機可以是單片機，也可以是單板機或工控機。
權利要求1、一種煤礦用單片機脫機在線編程器，其特征在于由主存儲器(U1)，上位機接口電路(1)、下位機接口電路(2)、控制電路(3)和電源電路(4)組成，其中電源電路(4)為各單元電路供電，所述主存儲器(U1)設置有第一輸入/輸出端組(TXD、RXD)，該TXD端和RXD端與所述上位機接口電路(1)連接，該上位機接口電路(1)設置有計算機插針(J1)，主存儲器(U1)通過上位機接口電路(1)與上位計算機進行數據交換；所述主存儲器(U1)還設置有第二輸入/輸出端組(TXD1、RXD1)，該TXD1端和RXD1端與所述下位機接口電路(2)連接，該下位機接口電路(2)為插針(P1)，主存儲器(U1)通過下位機接口電路(2)與下位機進行數據交換；所述主存儲器(U1)還設置有第一控制端RST和第二控制端P0.14，所述RST端和P0.14端與所述控制電路(3)連接，該控制電路(3)包括第一復位開關(K1)、限流電阻(R4)和隔離芯片(U2)，其中限流電阻(R4)的一端接高電平，另一端串所述第一復位開關(K1)后與地連接，所述限流電阻(R4)的另一端還接所述隔離芯片(U2)的輸入端，該隔離芯片(U2)的輸出端輸出控制信號給所述主存儲器(U1)的第一控制端RST；所述控制電路(3)還包括第二復位開關(K2)和上拉電阻(R5)，其中上拉電阻(R5)的一端接高電平，另一端串所述第二復位開關(K2)后與地連接，該第二復位開關(K2)和上拉電阻(R5)的公共端輸出控制信號給所述主存儲器(U1)的第二控制端P0.14。
2、 根據權利要求1所述的煤礦用單片機脫機在線編程器，其特征在于所述上位機接口電路(1)還設置有串口芯片(U3)、第一電阻(Rl)和第二電阻 (R2),其中串口芯片(U3)的下位接口端組(DIN2、 R0UT2)分別連接所述主 存儲器(Ul)的第一輸入/輸出端組(TXD、 RXD)，所述DIN2端還串接所述第一 電阻(Rl)后與高電平連接，所述R0UT2端還串接所述第二電阻(R2)后與高 電平連接，所述串口芯片(U3)的上位接口端組(D0UT2、 RIN2)與所述計算機 插針(Jl)連接。
3、 根據權利要求1所述的煤礦用單片機脫機在線編程器，其特征在于所 述電源電路(4)包括USP接口和三端電源(U4)，該USP接口輸出高電平給三 端電源(U4)的輸入端，三端電源(U4)的輸出端輸出安全電壓，該三端電源(U4)的輸入端和輸出端分別串接有穩壓電容與地連接。
4、 根據權利要求1所述的煤礦用單片機脫機在線編程器，其特征在于所 述主存儲器(Ul)還設置有工作顯示端PR0G，該工作顯示端PR0G連接發光二極 管的負極，該發光二極管的正極串電阻后與高電平連接；所述主存儲器(Ul)還設置有錯誤提示端ERR0R，該錯誤提示端ERROR連接 發光二極管的負極，該發光二極管的正極串電阻后與高電平連接；所述主存儲器(Ul)還設置有電源顯示端GND,該電源顯示端GND連接發光 二極管的負極，該發光二極管的正極串電阻后與高電平連接。
專利摘要本實用新型公開了一種煤礦用單片機脫機在線編程器，其特征在于由主存儲器，上位機接口電路、下位機接口電路、控制電路和電源電路組成，其中電源電路為各單元電路供電，所述主存儲器設置有第一輸入/輸出端組與所述上位機接口電路連接，該上位機接口電路設置有計算機插針，主存儲器通過上位機接口電路與上位計算機進行數據交換；所述主存儲器還設置有第二輸入/輸出端組與所述下位機接口電路連接，該下位機接口電路為插針，主存儲器通過下位機接口電路與下位機進行數據交換。其顯著效果是結構簡單，體積小、方便攜帶、價格低，性能可靠，同時，不使用計算機、不需要附加電源，提高了拷貝的安全性，簡化了整個拷貝成本，提高了拷貝速度。
文檔編號G05B19/04GK201130318SQ20072018859
公開日2008年10月8日 申請日期2007年12月20日 優先權日2007年12月20日
發明者方崇全, 湯朝明, 蒙 王, 郭江濤, 魯遠祥 申請人:煤炭科學研究總院重慶研究院