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一种可编程温湿度控制器的制作方法

作者:太吾绘卷 来源:www.ahpnkj.com 发布于:2020-08-10 14:07:07

  环境试验是一个可使产品增值的过程,越来越受到人们的重视。而温湿度 型环境试验作为环境试验中最为基础的一种,运用领域及其广泛,大大提高了 我国军用和民用产品的环境适应性和可靠性,并直接导致了产品的质量提升。 温湿度试验设备一般由工作室、调节设备、辅助设备、控制系统组成。控制系 统决定着整个装置的自动化过程,控制系统包括温湿度控制器、程序设定器、 安全报警装置等。 发明内容本实用新型的目的在于提供一种可编程温湿度控制器。针对上述背景技术, 在传统的温湿度控制器技术的基础上应用最新的嵌入式技术,增加了多种的功能。大容量的内存空间;采用新颖的触摸彩屏使得人机交界面更为友好;引入 了 USB接口与网络连接功能。本实用新型采用的技术方案是-包括电流转换为电压电路,高精度A/D转换模块,ARM处理器,CPLD可 编程逻辑模块,D/A转换模块,电压转换为电流电路,USB接口模块,串口通 信uart接口 , Internet web网口 , LCD显示/触摸屏接口模块和I/O 口 ; ARM处 理器分别与高精度A/D转换模块、CPLD可编程逻辑模块、USB接口模块,串 口通信uart接口 , Internet web网口 , LCD显示/触摸屏接口模块和I/O 口连接; 电流转换为电压电路的一端与高精度A/D转换模块连接,另一端与外部湿度变 送器相连;CPLD可编程逻辑模块经D/A模块接电压转换为电流电路,电压转 换为电流电路与与外部记录仪、外部控制器相连。本实用新型具有的有益效果是1) 可控温度范围为-99°C—150°C,湿度可控范围为0—100%RH ; 32位ARM 嵌入式技术和高精度的A/D芯片,温度测量精度达到0.01,湿度测量精度达到0.1; 控制周期短,控制效果好。2) 人机交界面LCD显示/触摸屏采用了TFT彩屏,将操作显示画面划分成五 大部分运行操作、运行画面、定值设定、程序设定,画面美观友好,操作方3) USB接口功能装置方便了内部控制程序的更新。4) 网络连接功能的实现使得远距离控制更为有效。


  具体实施方式


  以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。如图1所示,本实用新型包括4 20mA电流转换为电压电路1,高精度A/D 转换模块2, ARM处理器3, CPLD可编程逻辑模块4, D/A转换模块5, 4 20mA 电压转换为电流电路6, USB接口模块7,串口通信uart接口8, intemetweb网 口 9, LCD显示/触摸屏接口模块10和I/O 口 11; ARM处理器3分别与高精度 A/D转换模块2、 CPLD可编程逻辑模块4、 USB接口模块7,串口通信uart接 口 8, Internet web网口 9, LCD显示/触摸屏接口模块10和I/O 口 11连接;电 压转换为电流电路1的一端与高精度A/D转换模块2连接,另一端与外部铂电 阻相连;CPLD可编程逻辑模块4经D/A模块5接电流转换为电压电路6,电流 转换为电压电路6与外部继电器相连。如图5所示,所述的电压转换为电流电路l由XTR111芯片及其外围电路组 成,共有四路4 20mA输出,两路做为记录,两路作为控制。如图3所示,所述的高精度A/D转换模块2,该模块由ADS1216芯片及其外围 电路组成,输入端与铂电阻相连,ADS1216芯片产生两路恒定电流,与外部铂 电阻相连产生的电压接ADS1216芯片的3, 4管脚,转换后输出的离散信号由引 脚DIN、 DOUT连接到ARM。如图4所示,所述的D/A转换模块5由24位高精度数字/模拟转换的AD5326芯片组成,数字信号从CPLD可编程逻辑电路经芯片的SDA脚输入;时钟信号从SCL 脚输入;设置AO与Al两端的输入可选择四路输出VoutA 、 VoutB、 VoutC、 VoutD 中的一路作为输出信号连接到电压转换为电流电路6的输入端。如图2所示,所述的电流转换为电压电路6,输入与D/A电路模块连接,该电 路中运算放大器正端是4 20mA电流输入,负端由电阻R85输出端的反馈电阻 R124的并联电路相连,输出端与外部继电器相连。如图6所示,所述的LCD显示/触摸屏接口模块10与ARM处理器直接相连, 经LCD/触摸屏接口模块处理,电压值由3.3V变为为5V,从而驱动LCD/触摸屏 正常工作。所述的USB接口模块有主接口与从接口两个,主接口实现u盘的读写功能, 从接口用于实现程序的捎写;网络连接实现了计算机对控制器的远程控制。干湿球法测湿度时,干球温度与湿球温度经传感电路转换为模拟电压信号 了,若经外部湿度变送器测湿度,外部湿度变送器产生的4~20mA电流信号经 电流到电压转换电路产生模拟电压信号,模拟电压信号经A/D转换为数字电压 信号,数字电压信号输入到ARM处理器,信号经ARM处理显示到LCD上, 触摸屏上中断信号输入时,ARM处理器经SN74ALVC164245 I/O芯片或高效 D/A处理通道输出实时控制信号到外部接线端带动相应继电器工作。上述具体实施方式


  用来解释说明本实用新型,而不是对本实用新型进行限 制,在本实用新型的精神和权利要求的保护范围内,对本实用新型作出的任何 修改和改变,都落入本实用新型的保护范围。


  权利要求


  1、一种可编程温湿度控制器,其特征在于包括电流转换为电压电路(1),高精度A/D转换模块(2),ARM处理器(3),CPLD可编程逻辑模块(4),D/A转换模块(5),电压转换为电流电路(6),USB接口模块(7),串口通信uart接口(8),Internet web网口(9),LCD显示/触摸屏接口模块(10)和I/O口(11);ARM微处理器(3)分别与高精度A/D转换模块(2)、CPLD可编程逻辑模块(4)、USB接口模块(7),串口通信uart接口(8),Intemet web网口(9),LCD显示/触摸屏接口模块(10)和I/O(11)连接;电流转换为电压电路的一端与外部变送器相连连接,另一端与高精度A/D转换模块相连;CPLD可编程逻辑模块(4)经D/A模块(5)接电压转换为电流电路(6),电压转换为电流电路(6)与与外部记录仪、外部控制器相连。


  2、 根据权利要求l所述的一种可编程温湿度控制器,其特征在于所述的 电流转换为电压电路(l),输入与外部湿度变送器连接,该电路中运算放大器正 端是4 20mA电流输入,负端由电阻R85输出端的反馈电阻R124的并联电路相连, 输出端与A/D电路模块相连。


  3、 根据权利要求l所述的一种可编程温湿度控制器,其特征在于所述的 高精度A/D转换模块(2),该模块由ADS1216芯片及其外围电路组成,输入端与铂 电阻或电流转换为电压电路(l)相连,ADS1216芯片产生两路恒定电流,与外部 铂电阻相连产生的电压接ADS1216芯片的3, 4管脚,转换后输出的离散信号由 引脚DIN、 DOUT连接到ARM。


  4、 根据权利要求l所述的一种可编程温湿度控制器,其特征在于所述的 D/A转换模块(5)由24位高精度数字/模拟转换的AD5326芯片组成,数字信号从 CPLD可编程逻辑电路经芯片的SDA脚输入;时钟信号从SCL脚输入;设置AO与 Al两端的输入可选择四路输出VoutA 、 VoutB、 VoutC、 VoutD中的一路作为输 出信号连接到电压转换为电流电路(6)的输入端。


  5、 根据权利要求l所述的一种可编程温湿度控制器,其特征在于所述的 电压转换为电流电路(6)由XTR111芯片及其外围电路组成,共有四路4 20mA输 出,两路做为记录,两路作为控制。


  6、 根据权利要求l所述的一种可编程温湿度控制器,其特征在于 LCD显示/触摸屏接口模块(10)与ARM处理器直接相连,经LCD/TS接口模块 处理,电压值由3.3V变为为5V,从而驱动LCD/触摸屏正常工作。


  7、 根据权利要求1所述的一种可编程温湿度控制器,其特征在于所述的 USB接口模块有主接口与从接口两个,主接口实现u盘的读写功能,从接口用 于实现程序的捎写;网络连接实现了计算机对控制器的远程控制。


  专利摘要


  本实用新型公开了一种可编程温湿度控制器。ARM处理器分别与A/D转换模块、USB接口模块,串口通信uart接口,Internet web网口,LCD显示/触摸屏接口模块和I/O连接;电流转换为电压电路的一端与外部湿度变送器相连连接,另一端与高精度A/D转换模块;CPLD可编程逻辑模块经D/A模块接电压转换为电流电路,电压转换为电流电路与外部记录仪、外部控制器相连。该温湿度控制器温度测量精度达到0.01,湿度测量精度达到0.1,控制周期短,控制效果好。两种湿度测量模式,分别为干湿球测量法和4~20mA输入法;人机交界面采用新颖的彩色触摸屏,易于操作;网络连接实现了用PC机远程控制功能。




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