無線手持電動執行機構調試儀電路的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種無線手持電動執行機構調試儀電路，該電路包括MCU主控制芯片、顯示電路、光線感應電路、無線通信電路、電源電路、一組控制按鍵和位置信號輸入傳感器；本實用新型解決了執行機構在現場惡劣環境下的調試和維護極不方便的問題。采用本實用新型，可以在幾百米外對遠方或高危處的執行器進行無線遙控調試，其一臺無線手持調試儀就可對多臺執行器進行遠距離無線調試，大大方便了工業現場對執行器的操控和調試。
【專利說明】無線手持電動執行機構調試儀電路
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及電動執行機構的調試裝置，特別涉及一種無線手持電動執行機構調試儀電路。
【背景技術】
[0002]目前電動執行機構在工業現場應用已經十分普及，特別是能源、電力、化工等行業的工業現場控制，每個項目工程對執行機構的需求少則幾十臺，多則幾百甚至上千臺。執行機構正常運行時由中控室電腦集中控制，很直觀也很方便。但執行機構在現場惡劣環境下的調試和維護卻十分辛苦，特別是在高溫環境，高度較高，位置危險或檢修人員無法到達的位置，執行機構的調試和維護極不方便。目前執行機構常用的控制手段有紅外遙控模式，即在現場距離執行機構一般為2米以內的距離，正對執行機構可視化視窗進行操作，與現場執行器旋鈕操作相比較并沒有太大的便利。
【發明內容】
[0003]鑒于現有技術存在的不便，本實用新型提供一種無線手持電動執行機構調試儀電路。通過該電路的設計，可以實現對執行機構進行遠距離無線遙控調試，即可在幾百米外對執行機構進行可視化調試，而且一臺手持調試儀可以對多臺執行機構進行調試。
[0004]本實用新型為實現上述目的所采取的技術方案是:一種無線手持電動執行機構調試儀電路，其特征在于:該電路包括MCU主控制芯片，用于信號的判斷和處理；一個顯示電路，用于執行機構的信息顯示；一個光線感應電路，用于實現顯示屏的背光自動調節；一個無線通信電路，用于調試儀與執行機構的無線通信；一個電源電路；一組控制按鍵；用于調試儀的開關量輸入；一個位置信號輸入傳感器，用于采集給定閥位信號；MCU主控制芯片通過數字輸入端口與一組控制按鍵相連，MCU主控制芯片通過模擬輸入端口與位置信號輸入傳感器相連，MCU主控制芯片通過串行通訊端口與無線通信電路相連，MCU主控制芯片通過數字輸出端口與顯示電路相連，光線感應電路與顯示電路相連，MCU電源電路與主控制芯片相連接。
[0005]本實用新型產生的有益效果是:解決了電動執行機構在現場惡劣環境下的調試和維護極不方便的問題。采用本電路，可以在幾百米外對遠方或高危處的執行器進行無線遙控調試，其一臺無線手持調試儀就可對多臺執行器進行遠距離無線調試，大大方便了工業現場對執行器的操控和調試。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0006]圖1是本電路連接框圖；
[0007]圖2是本電路的MCU主控制芯片及外圍器件的電原理圖；
[0008]圖3是本電路的顯示電路的電原理圖；
[0009]圖4是本電路的光線感應電路的電原理圖；
[0010]圖5是本電路的無線通信電路的電原理圖；
[0011]圖6是本電路的電源電路的電原理圖；
[0012]圖7是本電路的一組控制按鍵的電原理圖；
[0013]圖8是本電路的位置信號輸入傳感器的電原理圖；
[0014]圖9是本電路的主程序流程圖；
[0015]圖10是本電路的初始化子程序流程圖；
[0016]圖11是本電路的按鍵掃描子程序流程圖；
[0017]圖12是本電路的狀態顯示子程序流程圖；
[0018]圖13是本電路的發送數據子程序流程圖。
【具體實施方式】
[0019]以下結合附圖對本實用新型作進一步說明:
[0020]參照圖1，先由人工打開無線手持調試儀中電源電路E的電源開關，人為控制按鍵F中的相應按鍵，通過MCU主控制芯片A中的數字輸入端口設定執行器地址代碼，代碼由MCU主控制芯片A運算處理后，經數字輸出端口傳輸到顯示電路B的顯示屏中顯示；同時MCU主控制芯片A通過其串行通訊端口將地址代碼等相關信息傳輸到無線通信電路D，無線通信電路D通過無線通信的方式與遠方的執行器進行數據交換，與電動執行機構建立一對一通信，然后讀取電動執行機構信息，在調試儀顯示電路B的顯示屏中顯示出來；下一步可通過手動調節位置信號輸入傳感器G的手動旋鈕調節位置信號，將位置信號通過模擬輸入端口輸入MCU主控制芯片A，MCU主控制芯片A將其位置信號處理后，再經無線通信的方式傳輸給遠方電動執行機構，電動執行機構就會根據接收到的位置信號進行相應的開關動作，使電動執行機構運行到設定值的位置；在調試儀上可以直觀的顯示電動執行機構的開度、故障信息等，還可以通過調試儀對電動執行機構進行例如行程、死區等參數的設定，對執行器的開關動作命令等時時操作，減小了調試人員的勞動強度，降低了勞動危險性。在使用的同時，本調試儀還擁有顯示屏背光自動調節功能，由光線感應電路C中的光線傳感器檢測光線強度，來自動調節顯示電路B中顯示屏的背光強度，可以實現調試儀在各種光線環境下的清晰顯示，大大適應了各個環境場合的應用。
[0021]參照圖2，MCU主控制芯片Ul型號為Atmega64L，其20腳與二極管Dl的I腳、電阻Rl的I腳、電容Cl的2腳相連；電阻Rl的2腳、二極管Dl的2腳與電源VCC相連；電容Cl的I腳、電容C2的2腳、電容C3的2腳與電源GND相連；晶振Y2的I腳與MCU主控制芯片Ul的24腳、電容C3的I腳相連；晶振Y2的2腳與MCU主控制芯片Ul的23腳、電容C2的I腳相連；MCU主控制芯片Ul的21腳和52腳、電容C4的2腳、電感LI的2腳與電源VCC相連；MCU主控制芯片Ul的64腳和62腳、電感LI的I腳與C5的2腳相連；MCU主控制芯片Ul的22腳、53腳和63腳、電容C4的I腳、電容C5的I腳與電源GND相連；MCU主控制芯片Ul的54腳、電阻R5的2腳與接插件Jl的9腳相連；MCU主控制芯片Ul的55腳、電阻R4的2腳與接插件Jl的3腳相連；MCU主控制芯片Ul的56腳、電阻R3的2腳與接插件Jl的5腳相連；MCU主控制芯片Ul的57腳、電阻R2的2腳與接插件Jl的I腳相連；電阻R2的I腳、電阻R3的I腳、電阻R4的I腳、電阻R5的I腳、接插件Jl的4腳和7腳與電源VCC相連；接插件Jl的2腳和10腳與電源GND相連接。
[0022]參照圖3，顯示電路DIS型號為YM12864Y，其I腳和15腳與電源GND相連；顯示電路DIS的2腳、3腳和19腳、電阻R32的2腳同時與電源VCC相連；顯示電路DIS的4腳、5腳和6腳通過總線(編號DISPLAY[0..2])分別與MCU主控制芯片Ul的51腳、50腳和49腳相連接。
[0023]參照圖4，光線感應電路中的電阻R35為光敏電阻，光敏電阻R35的2腳與電源VCC相連；光敏電阻R35的I腳、電阻R34的2腳與電阻R36的I腳相連；電阻R36的2腳、三極管Ql的I腳與電源GND相連；三極管Ql的2腳與電阻R34的I腳相連；三極管Ql的3腳與電阻R33的I腳相連；電阻R33的2腳通過網絡(編號LEDJO與顯示電路DIS的20腳相連接。
[0024]參照圖5，無線通信電路WIR型號為CC1101，其I腳與電源VCC相連；無線通信電路WIR的2腳與電源GND相連；無線通信電路WIR的3腳、4腳和5腳通過總線(編號WIRELESS [0..4])分別與MCU主控制芯片Ul的3腳、2腳和4腳相連接。
[0025]參照圖6，電源電路包括芯片U2，型號為HT4901，以及蓄電池BATl，其中接插件Pl中的I腳與電源GND連接；接插件Pl的2腳、發光二極管LEDl的I腳、發光二極管LED2的I腳、發光二極管LED3的I腳、發光二極管LED4的I腳、電容Cll的I腳、電容C12的I腳、芯片U2的16腳與電源VCC相連；點動開關SWl的I腳、電容Cll的2腳、電容C12的2腳、發光二極管LED5的2腳、芯片U2的9腳、電感L12的2腳通過信號地相連；芯片U2的I腳與發光二極管LED5的I腳相連；芯片U2的3腳、4腳、5腳和6腳分別與發光二極管LEDl的2腳、發光二極管LED2的2腳、發光二極管LED3的2腳、發光二極管LED4的2腳相連；芯片U2的7腳與觸動開關SWl的2腳相連；芯片U2的11腳、電容C14的2腳、電阻Rll的I腳與電阻R12的2腳相連；芯片U2的12腳、電容C15的2腳、電容C16的2腳與電源GND相連；芯片U2的14腳、電感Lll的2腳與二極管Dll的I腳相連；芯片U2的15腳、電感Lll的I腳、電容C13的I腳與蓄電池BATl的2腳同時相連；電容C13的2腳、電感L12的I腳、BATl的I腳與電源GND相連；二極管Dll的2腳、電容C14的I腳、電阻Rll的2腳、電容C15的I腳、電容C16的I腳與電源VCC相連接。
[0026]參照圖7，一組控制按鍵包括按鍵SW2、按鍵SW3、按鍵SW4、按鍵SW5、按鍵SW6、按鍵SW7、按鍵SW8、按鍵SW9、按鍵SWlO、按鍵SWll和按鍵SW12，其中按鍵SW2、按鍵SW3、按鍵SW4、按鍵SW5、按鍵SW6、按鍵SW7、按鍵SW8、按鍵SW9、按鍵SW10、按鍵SWl1、按鍵SW12的2腳同時與電源GND相連；按鍵SW2、按鍵SW3、按鍵SW4、按鍵SW5、按鍵SW6、按鍵SW7、按鍵SW8、按鍵SW9、按鍵SW10、按鍵SW11、按鍵Sff12的I腳通過總線(編號KEY[0..10])分別與MCU主控制芯片Ul的25腳、26腳、47腳、46腳、45腳、44腳、35腳、36腳、37腳、38腳、39腳相連；按鍵SW2、按鍵SW3、按鍵SM、按鍵SW5、按鍵SW6、按鍵SW7、按鍵SW8、按鍵SW9、按鍵SW10、按鍵SWl1、按鍵SW12的I腳分別與電阻R21的I腳、電阻R22的I腳、電阻R23的I腳、電阻R24的I腳、電阻R25的I腳、電阻R26的I腳、電阻R27的I腳、電阻R28的I腳、電阻R29的I腳、電阻R30的I腳、電阻R31的I腳相連；電阻R21的2腳、電阻R22的2腳、電阻R23的2腳、電阻R24的2腳、電阻R25的2腳、電阻R26的2腳、電阻R27的2腳、電阻R28的2腳、電阻R29的2腳、電阻R30的2腳、R31的2腳同時與電源VCC相連接。
[0027]參照圖8，位置信號輸入傳感器VRl的I腳與電源GND相連，位置信號輸入傳感器VRl的2腳與電源VCC相連，位置信號輸入傳感器VRl的3腳與MCU主控制芯片Ul的61腳相連接。
[0028]參照圖9，圖9為MCU主芯片A中的主程序流程圖，電路上電后,應用程序開始運行，然后按照主程序依次運行初始化子程序、按鍵掃描子程序、狀態顯示子程序、位置信號檢測、發送數據子程序，然后返回按鍵掃描子程序進行主程序循環。
[0029]參照圖10，圖10為初始化子程序流程圖，主程序執行初始化子程序時依次執行位置檢測初始化、按鍵掃描初始化、顯示界面初始化、無線通信初始化、中斷初始化，然后退出子程序返回主程序。“位置檢測初始化”主要用于對主芯片A單片機ADCO模數轉換器的基準電壓、輸入通道、分頻系數等的設定；“按鍵掃描初始化”主要用于對按鍵輸入端口的數據方向設定；“顯示界面初始化”主要用于主芯片A與顯示電路B的通信參數初始化設置；“無線通信初始化”主要用于主芯片A與無線通信電路D的通信參數的初始化設置，包括串口通信的波特率、通訊位，校驗方式等；“中斷初始化”主要用于接收無線通信電路的串口通信數據的中斷接收設置，按鍵輸入的中斷設置等。
[0030]參照圖11，圖11為按鍵掃描子程序流程圖，首先掃描狀態鍵，狀態鍵包含停止鍵、現場鍵、設置鍵和遠控鍵，當檢測到其中一個鍵有電平變化時，將該鍵值保存為狀態鍵值，如無電平變化，則狀態鍵值保持不變，狀態鍵初始值為停止鍵；然后掃描設定鍵，設定鍵包含上鍵、下鍵、左鍵、右鍵和ENTER鍵，當有鍵發生電平變化時，將該鍵值保存為設定鍵值，如無電平變化，則設定鍵值為無操作；然后再掃描選擇鍵，選擇鍵包含確認鍵和取消鍵，當有鍵的電平變化時，將該鍵值保存為選擇鍵值，如無電平變化，則選擇鍵值為無操作，最后返回主程序。
[0031]參照圖12，圖12為狀態顯示子程序流程圖，首先讀取狀態鍵值，然后根據不同的狀態鍵值來顯示不同的狀態界面，狀態界面包括停止界面、現場界面、設置界面、遠控界面，如果未讀取到狀態鍵值，則狀態鍵保持，最后返回主程序；
[0032]參照圖13，圖13為發送數據子程序流程圖，首先調試儀根據通信協議發送8字節閥位查詢數據，發送結束后延時等待中斷接收數據，在延時時間內若無數據接收，則重新發送查詢數據，若有數據接收，接收結束后，將接收到的數據進行校驗，若校驗錯誤則返回重新發送查詢數據，若校驗正確，則將接收到的閥位參數送顯示電路顯示，結束后返回主程序。
【權利要求】
1.一種無線手持電動執行機構調試儀電路，其特征在于:該電路包括MCU主控制芯片，用于信號的判斷和處理；一個顯示電路，用于執行機構的信息顯示；一個光線感應電路，用于實現顯示屏的背光自動調節；一個無線通信電路，用于調試儀與執行機構的無線通信；一個電源電路；一組控制按鍵；用于調試儀的開關量輸入；一個位置信號輸入傳感器，用于采集給定閥位信號；MCU主控制芯片通過數字輸入端口與一組控制按鍵相連，MCU主控制芯片通過模擬輸入端口與位置信號輸入傳感器相連，MCU主控制芯片通過串行通訊端口與無線通信電路相連，MCU主控制芯片通過數字輸出端口與顯示電路相連，光線感應電路與顯示電路相連，MCU電源電路與主控制芯片相連接。
2.根據權利要求1所述的無線手持電動執行機構調試儀電路，其特征在于:MCU主控制芯片Ul型號為Atmega64L，其20腳與二極管Dl的I腳、電阻Rl的I腳、電容Cl的2腳相連；電阻Rl的2腳、二極管Dl的2腳與電源VCC相連；電容Cl的I腳、電容C2的2腳、電容C3的2腳與電源GND相連；晶振Y2的I腳與MCU主控制芯片Ul的24腳、電容C3的I腳相連；晶振Y2的2腳與MCU主控制芯片Ul的23腳、電容C2的I腳相連；MCU主控制芯片Ul的21腳和52腳、電容C4的2腳、電感LI的2腳與電源VCC相連；MCU主控制芯片Ul的64腳和62腳、電感LI的I腳與C5的2腳相連；MCU主控制芯片Ul的22腳、53腳和63腳、電容C4的I腳、電容C5的I腳與電源GND相連；MCU主控制芯片Ul的54腳、電阻R5的2腳與接插件Jl的9腳相連；MCU主控制芯片Ul的55腳、電阻R4的2腳與接插件Jl的3腳相連；MCU主控制芯片Ul的56腳、電阻R3的2腳與接插件Jl的5腳相連；MCU主控制芯片Ul的57腳、電阻R2的2腳與接插件Jl的I腳相連；電阻R2的I腳、電阻R3的I腳、電阻R4的I腳、電阻R5的I腳、接插件Jl的4腳和7腳與電源VCC相連；接插件Jl的2腳和10腳與電源GND相連接。
3.根據權利要求2所述的無線手持電動執行機構調試儀電路，其特征在于:顯示電路DIS型號為YM12864Y，其I腳和15腳與電源GND相連；顯示電路DIS的2腳、3腳和19腳、電阻R32的2腳同時與電源VCC相連；顯示電路DIS的4腳、5腳和6腳通過總線分別與MCU主控制芯片Ul的51腳、50腳和49腳相連接。
4.根據權利要求3所述的無線手持電動執行機構調試儀電路，其特征在于:光線感應電路中的電阻R35為光敏電阻，光敏電阻R35的2腳與電源VCC相連；光敏電阻R35的I腳、電阻R34的2腳與電阻R36的I腳相連；電阻R36的2腳、三極管Ql的I腳與電源GND相連；三極管Ql的2腳與電阻R34的I腳相連；三極管Ql的3腳與電阻R33的I腳相連；電阻R33的2腳通過網絡與顯示電路DIS的20腳相連接。
5.根據權利要求4所述的無線手持電動執行機構調試儀電路，其特征在于:無線通信電路WIR型號為CC1101，其I腳與電源VCC相連；無線通信電路WIR的2腳與電源GND相連；無線通信電路WIR的3腳、4腳和5腳通過總線分別與MCU主控制芯片Ul的3腳、2腳和4腳相連接。
6.根據權利要求5所述的無線手持電動執行機構調試儀電路，其特征在于:電源電路包括芯片U2，型號為HT4901，以及蓄電池BAT1，其中接插件Pl中的I腳與電源GND連接；接插件Pl的2腳、發光二極管LEDl的I腳、發光二極管LED2的I腳、發光二極管LED3的I腳、發光二極管LED4的I腳、電容Cll的I腳、電容C12的I腳、芯片U2的16腳與電源VCC相連；點動開關SWl的I腳、電容Cll的2腳、電容C12的2腳、發光二極管LED5的2腳、芯片U2的9腳、電感L12的2腳通過信號地相連；芯片U2的I腳與發光二極管LED5的I腳相連;芯片U2的3腳、4腳、5腳和6腳分別與發光二極管LEDl的2腳、發光二極管LED2的2腳、發光二極管LED3的2腳、發光二極管LED4的2腳相連；芯片U2的7腳與觸動開關Sffl的2腳相連；芯片U2的11腳、電容C14的2腳、電阻Rll的I腳與電阻R12的2腳相連；芯片U2的12腳、電容C15的2腳、電容C16的2腳與電源GND相連；芯片U2的14腳、電感Lll的2腳與二極管Dll的I腳相連；芯片U2的15腳、電感Lll的I腳、電容C13的I腳與蓄電池BATl的2腳同時相連；電容C13的2腳、電感L12的I腳、BATl的I腳與電源GND相連；二極管Dll的2腳、電容C14的I腳、電阻Rll的2腳、電容C15的I腳、電容C16的I腳與電源VCC相連接。
7.根據權利要求6所述的無線手持電動執行機構調試儀電路，其特征在于:一組控制按鍵包括按鍵SW2、按鍵SW3、按鍵SM、按鍵SW5、按鍵SW6、按鍵SW7、按鍵SW8、按鍵SW9、按鍵SWlO、按鍵SWl I和按鍵SWl2，其中按鍵SW2、按鍵SW3、按鍵SW4、按鍵SW5、按鍵SW6、按鍵SW7、按鍵SW8、按鍵SW9、按鍵SWlO、按鍵SWl 1、按鍵SWl2的2腳同時與電源GND相連；按鍵SW2、按鍵SW3、按鍵SW4、按鍵SW5、按鍵SW6、按鍵SW7、按鍵SW8、按鍵SW9、按鍵SW10、按鍵Sm、按鍵Sff12的I腳通過總線分別與MCU主控制芯片Ul的25腳、26腳、47腳、46腳、45腳、44腳、35腳、36腳、37腳、38腳、39腳相連；按鍵SW2、按鍵SW3、按鍵SW4、按鍵SW5、按鍵SW6、按鍵SW7、按鍵SW8、按鍵SW9、按鍵SW10、按鍵SW11、按鍵SW12的I腳分別與電阻R21的I腳、電阻R22的I腳、電阻R23的I腳、電阻R24的I腳、電阻R25的I腳、電阻R26的I腳、電阻R27的I腳、電阻R28的I腳、電阻R29的I腳、電阻R30的I腳、電阻R31的I腳相連；電阻R21的2腳、電阻R22的2腳、電阻R23的2腳、電阻R24的2腳、電阻R25的2腳、電阻R26的2腳、電阻R27的2腳、電阻R28的2腳、電阻R29的2腳、電阻R30的2腳、R31的2腳同時與電源VCC相連接。
8.根據權利要求7所述的無線手持電動執行機構調試儀電路，其特征在于:位置信號輸入傳感器VRl的I腳與電源GND相連，位置信號輸入傳感器VRl的2腳與電源VCC相連，位置信號輸入傳感器VRl的3腳與MCU主控制芯片Ul的61腳相連接。
【文檔編號】G05B23/02GK204256512SQ201420637411
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年10月30日 優先權日:2014年10月30日
【發明者】陳俊, 張世炎, 張茜, 李學科, 劉素艷, 張秀英, 陳海奇, 丁建基, 王娜 申請人:天津津伯儀表技術有限公司