專(zhuān)利名稱(chēng)：低成本簡(jiǎn)易變頻器操作面板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種低成本簡(jiǎn)易變頻器操作面；詳細(xì)講是一種省去了核心處理單片機(jī)和LCM液晶顯示電路等器件的簡(jiǎn)易變頻器操作面板。
背景技術(shù)：
一般用于控制電機(jī)運(yùn)行的變頻器，都帶有一個(gè)操作面板，可通過(guò)操作面板在線(xiàn)觀(guān)察變頻器裝置及電機(jī)運(yùn)行的相關(guān)參數(shù)，同時(shí)也可通過(guò)操作面板設(shè)定電機(jī)運(yùn)行的相關(guān)參數(shù)及控制器參數(shù)?，F(xiàn)有的大多數(shù)變頻器操作面板，主要設(shè)有LCM液晶顯示電路，操作鍵盤(pán)，LED指示燈，核心處理單片機(jī)等。其中，LCM液晶顯示電路內(nèi)又設(shè)有IXD顯示屏、液晶顯示控制器。核心處理單片機(jī)分別與LCM液晶顯示電路、LED指示燈和操作鍵盤(pán)相連接，核心處理單片機(jī)連接有通訊擴(kuò)展芯片，通訊擴(kuò)展芯片連接變頻器接口。從而能夠?qū)崿F(xiàn)與變頻器的雙向通信，顯示電機(jī)運(yùn)行及變頻器裝置的相關(guān)參數(shù)，以及通過(guò)操作鍵盤(pán)輸入相應(yīng)的控制參數(shù)。然而，正 是由于這種變頻器操作面板設(shè)有LCM液晶顯示電路、核心處理單片機(jī)、IXD顯示屏、液晶顯示控制器等器件模塊；導(dǎo)致該類(lèi)型變頻器操作面板設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，需要如核心單片機(jī)等專(zhuān)門(mén)的中央處理器芯片才能正常工作。因此，其造價(jià)比較高昂，尤其針對(duì)幾個(gè)kW以下功率等級(jí)的小功率變頻器產(chǎn)品而言，僅操作鍵盤(pán)的造價(jià)就占了不小的比重，阻礙了變頻器產(chǎn)品進(jìn)一步降低價(jià)格，以擴(kuò)大市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力和占有率。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是為了克服現(xiàn)有大多數(shù)變頻器操作面板結(jié)構(gòu)復(fù)雜，需要專(zhuān)門(mén)的核心單片機(jī)及LCM液晶顯示電路等器件模塊，導(dǎo)致其造價(jià)高昂，阻礙進(jìn)一步降低變頻器產(chǎn)品的價(jià)格以擴(kuò)大市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力和占有率，為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的構(gòu)思是提供了一種低成本簡(jiǎn)易變頻器操作面板。本簡(jiǎn)易變頻器操作面板省去了 LCM液晶顯示電路、LCD顯示屏以及核心處理單片機(jī)等器件模塊，簡(jiǎn)化了變頻器操作面板的結(jié)構(gòu)，從而能夠降低變頻器操作面板的成本。同時(shí)該低成本、簡(jiǎn)易變頻器操作面板不僅具有傳統(tǒng)變頻器操作面板的功能，如在線(xiàn)觀(guān)察電機(jī)運(yùn)行及變頻器裝置的相關(guān)參數(shù)，通過(guò)鍵盤(pán)功能按鍵設(shè)定電機(jī)運(yùn)行參數(shù)值。而且還能夠通過(guò)在DSP中斷服務(wù)程序中編寫(xiě)相應(yīng)的程序模塊而實(shí)現(xiàn)控制器參數(shù)的在線(xiàn)調(diào)節(jié)，如不同應(yīng)用場(chǎng)合需要反復(fù)修改電機(jī)控制器中常用的PI參數(shù)等控制器參數(shù)等，從而避免了反復(fù)燒寫(xiě)程序的繁瑣過(guò)程，尤其適用于實(shí)驗(yàn)室及現(xiàn)場(chǎng)工況調(diào)試等應(yīng)用場(chǎng)合，大大提高了程序調(diào)試效率。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是操作面板設(shè)有8個(gè)數(shù)碼顯示管，分別與8片8位邊沿觸發(fā)式移位寄存器74HC164相連，用于顯示電機(jī)相關(guān)的運(yùn)行參數(shù)以及用戶(hù)需要設(shè)定的指令參數(shù)和控制器參數(shù)。6個(gè)功能按鍵通過(guò)SPI串行外圍接口分別與寄存器74HC164和DSP相連，分別為功能、設(shè)定、加、減、運(yùn)行、停止鍵鈕。3個(gè)發(fā)光二極管分別與操作面板供電電源、SPI從模式輸入/主模式輸出引腳SPISMO以及串行時(shí)鐘引腳SPICLK相連，從而可以顯示電源、時(shí)鐘信號(hào)、通信信號(hào)的狀態(tài)。操作面板的工作電源為3. 3V，由DSP工作電源通過(guò)SPI串行外圍接口提供，因此在8個(gè)數(shù)碼二極管、3個(gè)發(fā)光二極管的引腳處均串聯(lián)了一個(gè)限流電阻，以防止電流過(guò)大將發(fā)光二極管損壞。將由電容和電阻組成的RC濾波電路串聯(lián)在6個(gè)功能按鍵電路中，將對(duì)功能按鍵進(jìn)行操作的過(guò)程中產(chǎn)生的毛刺和噪聲濾除，避免操作面板誤動(dòng)作。本實(shí)用新型的有益效果是，該簡(jiǎn)易變頻器操作面板省去了現(xiàn)有大多數(shù)變頻器操作面板設(shè)有的LCM液晶顯示電路、IXD顯示屏以及核心處理單片機(jī)等器件模塊，簡(jiǎn)化了變頻器操作面板的結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)容易，降低了變頻器操作面板的成本。該簡(jiǎn)易變頻器操作面板將現(xiàn)有大多數(shù)變頻器操作面板中核心處理單片機(jī)的功能，整合為DSP主控制程序及中斷服務(wù)程序中的一個(gè)子程序，從而能夠?qū)崿F(xiàn)與現(xiàn)有大多數(shù)變頻器操作面板相同的功能，同時(shí)在DSP中斷服務(wù)程序中設(shè)立相應(yīng)的在線(xiàn)更改參數(shù)程序，可實(shí)現(xiàn)在線(xiàn)調(diào)節(jié)電機(jī)運(yùn)行的相關(guān)參數(shù)，如PI參數(shù)，避免了反復(fù)更改、燒寫(xiě)程序的過(guò)程，大大提高了電機(jī)運(yùn)行的調(diào)試效率。本發(fā)明尤其適用于變頻器在實(shí)驗(yàn)室及現(xiàn)場(chǎng)工況的調(diào)試場(chǎng)合。
圖I為本實(shí)用新型的正結(jié)構(gòu)示意圖圖2為本實(shí)用新型反面結(jié)構(gòu)示意圖圖3為數(shù)碼二極管顯示原理圖圖4為功能按鍵及發(fā)光二極管原理圖圖I中，I. 8個(gè)數(shù)碼二極管，2. 6個(gè)功能按鍵，3. 3個(gè)發(fā)光二極管，4. SPI通信傳輸端子，5. 8只74HC164芯片及外圍電路。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例結(jié)合附圖詳述如下參見(jiàn)圖f 4，本低成本簡(jiǎn)易變頻器操作面板，包括8片數(shù)碼二極管(1)、6個(gè)鍵盤(pán)功能按鍵(2)、3個(gè)發(fā)光二極管(3)，一條與DSP的SPI串行外圍接口雙向通信的信號(hào)端子(4)，8片8位邊沿觸發(fā)式移位寄存器74HC164 (5)，以及67個(gè)限流電阻和6個(gè)RC濾波電路。該簡(jiǎn)易新型操作面板之所以可以省去核心單片機(jī)、LCM液晶顯示電路以及IXD顯示屏等器件模塊，其原因就在于，DSP通過(guò)SPI串行外圍接口使用移位寄存器74HC164來(lái)控制8個(gè)數(shù)碼二極管，顯示電機(jī)運(yùn)行的相關(guān)參數(shù)，以及可通過(guò)功能按鍵來(lái)設(shè)定相應(yīng)的運(yùn)行參數(shù)和控制參數(shù)，將信號(hào)通過(guò)SPI通信端子傳回DSP中斷服務(wù)程序中并同時(shí)顯示在8個(gè)數(shù)碼二極管上。串行外圍接口(SPI)是一個(gè)高速的同步串行輸入\輸出端口，它允許可編程長(zhǎng)度(15 16位)的串行位以一個(gè)可編程的位傳輸速率移入或移出該設(shè)備。數(shù)碼二極管顯示如圖3所示，8個(gè)數(shù)碼二極管的供電電源均為DSP工作電源，為3. 3V，因此也在每個(gè)數(shù)碼二級(jí)管的引腳上串聯(lián)一個(gè)阻值為Ik的電阻，將流過(guò)數(shù)碼二級(jí)管的電流限制在ImA以?xún)?nèi)，避免其因過(guò)流而燒毀。每個(gè)數(shù)碼發(fā)光二極管的8個(gè)引腳分別與其對(duì)應(yīng)的8位邊沿觸發(fā)式移位寄存器74HC164的信號(hào)引腳相連接。將寄存器74HC164的兩個(gè)輸入端A和B連接在一起，數(shù)據(jù)通過(guò)兩個(gè)輸入端串行輸入。同時(shí)，8片寄存器74HC164的時(shí)鐘(CLK)端口，均通過(guò)Jl所示的SPI通信端子端口 SPICLK與DSP相連接；時(shí)鐘(CLK)第一次由低變高時(shí)，數(shù)據(jù)左移一位；時(shí)鐘(CLK)再次由低變高時(shí)，數(shù)據(jù)再次左移一位，以此類(lèi)推，從而可將所需要的字符或者數(shù)字信號(hào)全部顯示在8個(gè)數(shù)碼二極管上。功能按鍵操作說(shuō)明如圖4所示，6個(gè)功能按鍵由DSP工作電源VCC來(lái)供電，電壓值為3. 3V。功能按鍵分別與原理圖中Jl所示SPI通信端子的AD采樣線(xiàn)ADCIN10 ADCIN15相連，從而可將按鍵產(chǎn)生的高低電平經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換后組成二進(jìn)制編碼信號(hào)，傳遞到DSP相對(duì)應(yīng)的中斷服務(wù)程序中，再通過(guò)DSP的SPI串行外圍接口輸出到寄存器74HC1648中，從而控制數(shù)碼二極管顯示出所對(duì)應(yīng)的字符或者數(shù)字。每個(gè)功能按鍵都串聯(lián)一個(gè)由阻值為IOk和電容值為O. 1μ F組成的RC濾波電路，濾除按下或者歸位功能按鍵時(shí)產(chǎn)生的毛刺或者噪聲。三個(gè)LD發(fā)光二極管如圖4所示，3個(gè)LD發(fā)光二極管同時(shí)與DSP工作電源VCC相連接，工作電壓同樣為3.3V，為了避免電流過(guò)大將發(fā)光二極管損壞，在發(fā)光二極管上串聯(lián)一個(gè)阻值為3k的限流電阻，將發(fā)光二級(jí)管的電流限制于ImA左右。其中LDl發(fā)光二極管為電源信號(hào)指示燈，燈亮代表電源工作正常。LD2、LD3分別為SPICLK和SPISMO信號(hào)端口指示燈，燈亮代表時(shí)鐘信號(hào)和信號(hào)傳輸正常。
權(quán)利要求1.一種低成本簡(jiǎn)易變頻器操作面板，包括8片數(shù)碼二極管(1)、6個(gè)鍵盤(pán)功能按鍵(2)、3個(gè)發(fā)光二極管(3)，一條與DSP的SPI串行外圍接口雙向通信的信號(hào)端子(4)，8片8位邊沿觸發(fā)式移位寄存器74HC164 (5)，以及67個(gè)限流電阻和6個(gè)RC濾波電路，其特征在于所述數(shù)碼二極管(I)分別與寄存器74HC164 (5)相連；功能按鍵(2)通過(guò)SPI串行外圍接口分別與寄存器74HC164 (5)和DSP相連；發(fā)光二極管(3)分別與DSP供電電源、SPI從模式輸入/主模式輸出引腳SPISMO以及串行時(shí)鐘引腳SPICLK相連；所述限流和濾波電路通過(guò)SPI串行外圍接口與DSP相連，操作面板的供電電源為DSP工作電源3. 3V ;將阻值為3k的限流電阻分別串聯(lián)在3個(gè)發(fā)光二極管(3 )電路中，將其電流限制在ImA以?xún)?nèi)，避免電流過(guò)大燒毀發(fā)光二極管(3);將IOk電阻和O. I μ F的電容組成的RC濾波電路串聯(lián)在功能按鍵電路中，濾除按鍵時(shí)產(chǎn)生的毛刺及噪聲；在數(shù)碼二極管(I)的8個(gè)引腳上分別串聯(lián)阻值為Ik的限流電阻，將電流限制在ImA以?xún)?nèi)。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種低成本簡(jiǎn)易變頻器操作面板。本實(shí)用新型操作面板通過(guò)串行外圍接口SPI可實(shí)現(xiàn)與DSP雙向通信，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可省去LCM液晶顯示電路、核心處理單片機(jī)等成本高昂的器件。該簡(jiǎn)易操作面板中，8個(gè)共陽(yáng)極的數(shù)碼顯示管分別與8只74HC164寄存器相連，用于顯示電機(jī)運(yùn)行的相關(guān)參數(shù)；6個(gè)功能按鍵通過(guò)SPI分別與74HC164寄存器和DSP相連，可設(shè)定控制器參數(shù)、運(yùn)行參數(shù)；3個(gè)發(fā)光二極管一端由VCC供電，另一端分別與接地、SPI引腳SPISIMO、SPICLK相連，用于電源信號(hào)指示燈、時(shí)鐘指示燈和通信指示燈。
文檔編號(hào)G09G3/32GK202679222SQ20122025445
公開(kāi)日2013年1月16日 申請(qǐng)日期2012年6月1日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月1日
發(fā)明者周杰, 董英, 朱洪志, 阮智勇, 宋文祥 申請(qǐng)人:上海大學(xué)