專利名稱：可配置的電子控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到用于在各種各樣的應(yīng)用中執(zhí)行控制功能的可配置的電子控制裝置。其應(yīng)用范圍從控制家用電器到實現(xiàn)商業(yè)、工業(yè)和汽車領(lǐng)域中的控制功能。應(yīng)用在家用電器領(lǐng)域的一些例子有電冰箱和洗衣機、住宅和商業(yè)環(huán)境中的HVAC(加熱、通風(fēng)和空調(diào))和安全控制、以及汽車領(lǐng)域中乘客車廂的環(huán)境控制?？刂破骺梢园凑崭鞣N方式來配置，以低廉的成本為應(yīng)用提供靈活和優(yōu)化的控制。
控制系統(tǒng)被用來以所需要的方式調(diào)節(jié)一個裝置或系統(tǒng)的操作。在大多數(shù)情況下，它的作用包括控制諸如溫度、壓力、水平、流量、位置、速度等等的一或多個物理參數(shù)。為了執(zhí)行這樣一種功能，控制系統(tǒng)往往需要檢測和測量物理參數(shù)值，將測量值與需要的值相比較，然后操作一或多個驅(qū)動裝置(例如電動機，閥門，加熱器)，將這些參數(shù)值自動調(diào)節(jié)到理想的水平。根據(jù)具體涉及到的物理參數(shù)，采用各種變換器/傳感器將物理參數(shù)值轉(zhuǎn)換成適合由控制系統(tǒng)處理的信號。在電氣/電子控制系統(tǒng)中是轉(zhuǎn)換成適當(dāng)?shù)碾姎鈪?shù)，例如電壓、電流、電阻，而在電-氣動或機械系統(tǒng)中的轉(zhuǎn)換往往是適當(dāng)?shù)臋C械特性、例如是壓力，位移。為具體用途選擇的變換器/傳感器取決于需要測量的物理參數(shù)和需要轉(zhuǎn)換成的信號類型。
在絕大多數(shù)應(yīng)用中，電子控制具有超越其他類型控制的內(nèi)在優(yōu)點。因此，電子控制的越來越多的應(yīng)用中取代了機電和電-氣動控制。因此，本文的分析將僅限于電子控制器，而所有下文中提到的控制器和控制系統(tǒng)都是指電子控制器和控制系統(tǒng)。
各種變換器/傳感器具有不同的接口要求，并且產(chǎn)生具有不同特性的輸出信號?？刂葡到y(tǒng)必須提供每一種變換器所需的必要接口條件以及對從變換器接收的信號的處理能力。這樣就要求控制系統(tǒng)為不同類型的變換器/傳感器提供不同的接口信號。
與此類似，為了對具有不同驅(qū)動要求的被測物理參數(shù)進行校正或是控制，控制系統(tǒng)需要驅(qū)動各種輸出裝置。例如，DC(直流)電動機和AC(交流)電動機具有不同的驅(qū)動要求。在采用AC負載的一些應(yīng)用中需要簡單的ON-OFF(通-斷)控制，而其他設(shè)備可能需要相位角控制或者是積分-循環(huán)控制或積分半循環(huán)控制。同樣，在控制DC負載時可以采用簡單的ON-OFF控制，而其他設(shè)備可能需要脈寬調(diào)制輸出。同樣，不同類型的電源開關(guān)對操作有不同的要求。三端雙向可控硅開關(guān)觸發(fā)要求和開關(guān)繼電器或接觸器的要求是完全不同的。為了實現(xiàn)兼容，每一種情況都需要改變控制器的電子電路。
用戶接口也存在各種各樣的形式，對電子控制系統(tǒng)各自需要不同的接口。例如電位器這樣的模擬裝置接口不同于鍵盤一類數(shù)字裝置的接口。同樣，遙控裝置需要的特殊接口也是隨著所采用的遙控種類諸如射頻、紅外線、超聲波等等而改變的。顯示裝置也有許多種類，例如LED、LCD、真空-熒光器件，它們各自需要不同的接口信號。
當(dāng)今使用的許多電子控制系統(tǒng)是以微處理器/微控制器為基礎(chǔ)的，使用軟件/硬件來限定系統(tǒng)的操作。然而，上文所述的各種選擇不能通過軟件的改變來實現(xiàn)。因此，在現(xiàn)行的設(shè)計中是通過修改結(jié)構(gòu)來滿足要求，并且提供各種需要的電路。這就意味著為一種傳感器/變換器設(shè)計和制作的控制系統(tǒng)不經(jīng)過明顯的硬件改動就不能用于其他的變換器/傳感器。每一種接口對電子電路的要求是不同的。這樣就需要有對每一種接口的特制的電路。這種需求是通過兩種現(xiàn)有的設(shè)計方案實現(xiàn)的。比較廉價的設(shè)計是用于特定的一組接口的“硬接線方式”。每一種接口組合采用不同的“硬接線方式”方案。這樣會導(dǎo)致許多僅僅是接口規(guī)則不同的“模型”或變化。另一方面，較昂貴的控制器是按照一種模塊方式來設(shè)計的，其中將輸入和輸出接口設(shè)計成獨立的模塊?？捎玫哪K有許多不同的種類，分別用于各種接口選擇。按照需要去安裝接口模塊就可以配置成用于各種接口選擇的控制器。這種配置還可以根據(jù)需要而改變。然而，模塊結(jié)構(gòu)仍然需要實際地改變模塊才能從一種接口選擇變換成另一種接口。這種方法往往成本很高，因而僅僅適用于比較昂貴的產(chǎn)品。
通常是圍繞著用程序執(zhí)行所需控制動作的微處理器/微控制器來設(shè)計的現(xiàn)有電子控制器的另外一個限制是微處理器/微控制器的接口是非常有限的。這種限制是由于這些器件的配置是按照計算來確定而不是按照控制來確定的。一種控制應(yīng)用的實際環(huán)境往往涉及對大量信號和裝置(例如傳感器、開關(guān)、電動機等等)的處理，它們之中有一些是模擬性質(zhì)的。因此，除了微控制器之外還需要有大量的電路，例如鎖存器、譯碼器、驅(qū)動器、多路復(fù)用器、模-數(shù)轉(zhuǎn)換器、數(shù)-模轉(zhuǎn)換器、信號調(diào)控電路等等。當(dāng)今的一些更加昂貴的微型控制器包括了諸如模-數(shù)轉(zhuǎn)換器、PWM電路等等的一些附加電路。然而，這些器件在大多數(shù)應(yīng)用中仍然需要有許多附加電路，因為其內(nèi)部電路仍然是非常有限的，并且還需要折衷考慮其他功能的實現(xiàn)。其結(jié)果是，這些應(yīng)用中沒有充分利用電子技術(shù)的優(yōu)勢。美國專利US4158759,4367387,4399352,4406945,4431893,4481393,4504716,4533810,4367387和4504716是這種電子控制應(yīng)用于各種家用電器的例子。
也有一些公知的可重新配置的電子控制器。美國專利US5306995,5412291,5619614和5647231提出了一些可重新配置的電子控制器。然而，這些專利包含的發(fā)明僅限于洗衣機和烘干機，并且實施的費用比較高，因為它們采用了高度密集計算的邏輯，在基于微處理器的硬件上利用模糊邏輯來實現(xiàn)。上述基于微處理器的實施方案的局限性也適用于這些發(fā)明。
有些通用的可重新配置硬件器件也是公知的，在此處統(tǒng)稱為現(xiàn)場可編程的門陣列(Field programmable Gate Arrays(FPGA))，這些器件提供了門電路層次上的可配置的硬件。這些器件可以用來構(gòu)筑具有不同功能的各種各樣的硬件?，F(xiàn)在也有一些混合(模擬和數(shù)字)可編程陣列器件可供使用。然而，這些器件中可用的模擬功能種類和數(shù)量是有限的。另外，F(xiàn)PGA和混合信號陣列器件是難以配置和使用的，因為其中的電路元件都是很基本的元件，為了實現(xiàn)所需的功能，元件之間需要大量的相互連接。在包含大量電路元件的這種器件中往往不可能實現(xiàn)所需的相互連接，而是必須采用更大和更加昂貴的器件。這些限制的存在是因為可編程陣列器件是按照極為通用的器件來設(shè)計的，而不是針對任何特定領(lǐng)域的應(yīng)用來設(shè)計的。
因而就需要有一種為控制應(yīng)用的特殊需求而設(shè)計的器件，這些需求包括采取各種不同方式的輸入和輸出器件接口，在結(jié)構(gòu)中采用適當(dāng)?shù)囊唤M電路元件配置成任何所需的功能。
本發(fā)明的目的是提供一種控制元件，它的作用對各種各樣的控制功能是可以配置的，這其中包括根據(jù)需要以最小的物理變更和低廉的成本來配置模擬和數(shù)字輸入、輸出、用戶以及電源接口。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種電子控制器，它包括用來提供控制功能的控制電路，和用來提供控制一或多個負載裝置的輸出信號的輸出接口電路，其特征在于，利用上述電子控制器中所包括的一個配置存儲器所提供的配置數(shù)據(jù)，將上述控制電路和上述輸出接口電路分別設(shè)計成可用于各種控制功能和各種接口的配置。
上述電子控制器包括連接到一或多個模擬或數(shù)字輸入裝置或開關(guān)的輸入接口電路，以用于接收輸入信號，其特征在于，利用上述配置存儲器提供的配置數(shù)據(jù)來設(shè)計上述輸入接口電路的配置。
上述電子控制器進一步包括連接到一或多個模擬或數(shù)字輸入裝置或開關(guān)的用戶接口電路，以用于接收用戶輸入，以及還包括一或多個用來向用戶提供反饋的顯示或音頻設(shè)備，其特征在于，利用上述配置存儲器提供的配置數(shù)據(jù)來設(shè)計上述用戶接口電路的配置。
上述電子控制器進一步包括連接到電源的電源接口電路，該電路監(jiān)視電源狀態(tài)并提供控制信號，其特征在于，利用上述配置存儲器提供的配置數(shù)據(jù)來設(shè)計上述電源接口電路的配置。
上述電子控制器進一步包括用于與網(wǎng)絡(luò)接口的網(wǎng)絡(luò)接口電路，它提供與網(wǎng)絡(luò)上的其它設(shè)備的單向或雙向數(shù)據(jù)交換。
上述可配置控制電路和可配置輸出接口電路是這樣配置的，即在每個電路中提供-包含著多種已知電路元件種類的多個預(yù)定的電路元件，其中每個元件具有一種特定的功能，選擇上述電路元件的數(shù)量和種類以滿足每一種所希望的配置的功能性需求，-用來以所需的限定方式互連上述電路元件的裝置，其中利用上述配置存儲器提供的配置數(shù)據(jù)使每個所述元件執(zhí)行所希望的一組功能。
上述可配置輸入接口電路是這樣配置的，即提供-包含著多種已知電路元件種類的多個預(yù)定的電路元件，其中每個元件具有一種特定的功能，選擇上述電路元件的數(shù)量和種類以滿足每一種所希望的配置的功能性需求，-用來以所需的限定方式互連上述電路元件的裝置，其中利用上述配置存儲器提供的配置數(shù)據(jù)使每個元件執(zhí)行所希望的一組功能。
上述可配置用戶接口電路是這樣配置的，即提供-包含著多種已知電路元件種類的多個預(yù)定的電路元件，其中每個元件具有一種特定的功能，選擇上述電路元件的數(shù)量和種類以滿足每一種所希望的配置的功能性需求，-用來以所需的限定方式互連上述電路元件的裝置，其中利用上述配置存儲器提供的配置數(shù)據(jù)使每個元件執(zhí)行指定的一組功能。
上述可配置電源接口電路是這樣配置的，即提供-包含著多種已知電路元件種類的多個預(yù)定的電路元件，其中每個元件具有一種特定的功能，選擇上述電路元件的數(shù)量和種類以滿足每一種所希望的配置的功能性需求，-用來以所需的限定方式互連上述電路元件的裝置，其中利用上述配置存儲器提供的配置數(shù)據(jù)使每個元件執(zhí)行所希望的一組功能。
上述控制電路的另一種實施方案是一個門電路陣列，該門電路陣列利用上述配置存儲器提供的配置數(shù)據(jù)來配置所希望的功能。
上述控制電路的再一種實施方案是一個嵌入式微控制器，它所附帶的程序存儲器包含一組控制程序，其中可利用上述配置存儲器提供的配置數(shù)據(jù)來為所希望的功能選擇適當(dāng)?shù)某绦蜃蛹?br> 上述控制電路的又一種實施方案是一個嵌入式數(shù)字信號處理器(DSP)，它所附帶的程序存儲器包含一組控制程序，其中可利用上述配置存儲器提供的配置數(shù)據(jù)為所希望的功能選擇適當(dāng)分組的程序。
上述控制電路包括用來提供簡單的ON-OFF控制動作的功能。
上述控制電路包括用來提供比例、積分、微分(PID)控制作用的功能。
上述控制電路包括一個用來根據(jù)實時事件提供控制功能的實時時鐘(RTC)。
上述輸出接口電路可配置成使得每一個輸出能利用上述配置存儲器提供的配置數(shù)據(jù)來提供用來控制負載的電平或脈沖輸出信號。
上述輸出接口電路可配置成使得每一個輸出能利用上述配置存儲器提供的配置數(shù)據(jù)來提供用來控制負載的三端雙向可控硅開關(guān)驅(qū)動信號或繼電器/接觸器驅(qū)動信號或MOSFET/IGBT驅(qū)動信號或晶體管驅(qū)動信號。
上述輸出接口電路可配置成使每一個輸出能利用上述配置存儲器提供的配置數(shù)據(jù)來提供一種用來控制負載的相位角控制信號或積分循環(huán)控制或積分半-循環(huán)控制信號。
上述輸入接口電路可配置成使得每一個輸入能利用上述配置存儲器提供的配置數(shù)據(jù)來為外部信號源提供所希望的值的恒定電流偏置或平衡橋式接口或者AC偏置電源。
上述輸入接口電路可配置成使得每一個輸入能利用上述配置存儲器提供的配置數(shù)據(jù)來為模擬性質(zhì)的輸入信號執(zhí)行模-數(shù)轉(zhuǎn)換或是對數(shù)字性質(zhì)的輸入信號執(zhí)行不需要模-數(shù)轉(zhuǎn)換的信號處理。
上述輸入接口電路可配置成使得每一個輸入能利用上述配置存儲器提供的配置數(shù)據(jù)以便在從機械開關(guān)接收該輸入信號的情況下執(zhí)行去抖動。
上述輸入接口電路可配置成使得每一個輸入能利用上述配置存儲器提供的配置數(shù)據(jù)以便在需要時包括一個用來處理該接收信號的濾波器。
上述輸入接口電路可配置成使得每一個輸入能利用上述配置存儲器提供的配置數(shù)據(jù)以便在需要時包括一個用來處理輸入信號的平均電路。
上述用戶接口電路是可配置成使得每一個輸入能利用上述配置存儲器提供的配置數(shù)據(jù)以便應(yīng)外部用戶輸入裝置的需要而提供所需的恒定電流偏置。
上述用戶接口電路可配置成可利用上述配置存儲器提供的配置數(shù)據(jù)通過一個紅外線/超聲波/射頻遙控輸入裝置來接收用戶的輸入。
上述用戶接口電路可配置成可利用上述配置存儲器提供的配置數(shù)據(jù)來提供輸出信號，以用于驅(qū)動一個LED顯示器或是真空螢光顯示器或是一個LCD顯示器。
上述用戶接口電路可配置成可利用上述配置存儲器提供的配置數(shù)據(jù)來提供輸出信號，以用于驅(qū)動多數(shù)字7-段顯示器或是一個條狀-圖形顯示器。
上述用戶接口電路包括用來產(chǎn)生單音并驅(qū)動一個音頻變換器的裝置。
上述用戶接口電路包括用來產(chǎn)生合成語音輸出信號并驅(qū)動一個音頻變換器的裝置。
上述電源接口電路可配置成可利用上述配置存儲器提供的配置數(shù)據(jù)來監(jiān)視輸入AC電源電壓，并且在上述AC電源電壓小于或大于預(yù)定限度時提供一個信號。
上述電源接口電路可配置成可利用上述配置存儲器提供的配置數(shù)據(jù)來監(jiān)視輸入DC電源電壓，并且在上述DC電源電壓小于或大于預(yù)定限度時提供一個信號。
上述電源接口電路可配置成可利用上述配置存儲器提供的配置數(shù)據(jù)來監(jiān)視輸入AC電源電壓，并且在輸入AC電源的每一個電壓過零點上提供一個信號。
上述網(wǎng)絡(luò)接口電路提供一個對TCP/IP網(wǎng)絡(luò)的接口。
上述網(wǎng)絡(luò)接口電路提供一個對CAN總線網(wǎng)絡(luò)的接口。
上述網(wǎng)絡(luò)接口電路提供一個對BACNet網(wǎng)絡(luò)的接口。
上述網(wǎng)絡(luò)接口電路提供一個對藍牙無線網(wǎng)絡(luò)的接口。
上述配置存儲器是一個非易失性存儲器。
上述時鐘發(fā)生器是一個振蕩器，其最佳頻率范圍是32KHz到25MHz。
一種洗衣機電子控制器包括可配置的控制電路、輸出接口電路、輸入接口電路、用戶接口電路、電源接口電路、網(wǎng)絡(luò)接口電路和配置存儲器，其中，把來自配置存儲器的配置數(shù)據(jù)用于a)配置基于嵌入式微控制器的上述可配置的控制電路，以便使用選定的一組存儲的控制程序來提供所希望的控制功能，b)配置上述可配置的輸出接口電路，以便為洗衣機電動機、充水、泄水和洗滌劑分配電磁閥提供三端雙向可控硅開關(guān)控制的驅(qū)動，c)配置上述可配置的輸入接口電路，以便為水溫傳感器和水位傳感器提供偏置驅(qū)動，并且為了啟動模-數(shù)轉(zhuǎn)換而為從這些傳感器接收的模擬信號提供適當(dāng)?shù)撵`敏度偏移和線性校正、噪聲濾波和信號平均，d)配置上述可配置的用戶接口電路，以便與一個用于接收用戶選擇輸入的控制器上的鍵盤進行接口，并且驅(qū)動一個數(shù)字LCD顯示器和蜂鳴器以便為用戶提供反饋，e)配置上述可配置的電源接口，以便監(jiān)視輸入AC電壓并且在電壓超過預(yù)定限度時提供一個信號。
一種家用電冰箱電子控制器包括可配置的控制電路、輸出接口電路、輸入接口電路、用戶接口電路、電源接口電路、網(wǎng)絡(luò)接口電路和配置存儲器，其中，把來自配置存儲器的配置數(shù)據(jù)用于a)配置基于門電路陣列邏輯的上述可配置控制電路，以便使用選定的一組存儲的控制程序來提供溫度控制功能，b)配置上述可配置的輸出接口電路，以便為電冰箱壓縮機、除霜加熱器以及空氣循環(huán)風(fēng)機和調(diào)節(jié)閘提供三端雙向可控硅開關(guān)控制的驅(qū)動，c)配置上述可配置的輸入接口電路，以便為溫度傳感器提供偏置驅(qū)動，并且為了啟動模-數(shù)轉(zhuǎn)換而為從這些傳感器接收的模擬信號提供適當(dāng)?shù)撵`敏度偏移和線性校正、噪聲濾波和信號平均，d)配置上述可配置的用戶接口電路，以便與一個用于接收用戶選擇輸入的控制面板和一個紅外線遙控裝置上的鍵盤進行接口，并且驅(qū)動一個數(shù)字LCD顯示器和蜂鳴器以便為用戶提供反饋，e)配置上述可配置的電源接口，以便監(jiān)視輸入AC電壓并且在電壓超過預(yù)定限度時提供一個信號。
一種HVAC控制系統(tǒng)的電子控制器包括可配置的控制電路、輸出接口電路、輸入接口電路、用戶接口電路、電源接口電路、網(wǎng)絡(luò)接口電路和配置存儲器，其中，把來自配置存儲器的配置數(shù)據(jù)用于a)配置基于嵌入式微控制器的上述可配置控制電路，以便使用選定的一組存儲的控制程序來提供氣流控制和溫度控制功能，b)配置上述可配置的輸出接口電路，以便為氣流風(fēng)機提供無刷-DC電動機的驅(qū)動，為空調(diào)壓縮機電動機提供三端雙向可控硅開關(guān)控制的驅(qū)動，并且為空調(diào)加熱器提供積分循環(huán)控制的驅(qū)動，c)配置上述可配置的輸入接口電路，以便為溫度傳感器、氣流傳感器和濕度傳感器提供偏置驅(qū)動，并且為了啟動模-數(shù)轉(zhuǎn)換而為從這些傳感器接收的模擬信號提供適當(dāng)?shù)撵`敏度偏移和線性校正、噪聲濾波和信號平均，d)配置上述可配置的用戶接口電路，以便與一個用于接收用戶選擇輸入的控制面板和一個紅外線遙控裝置上的鍵盤進行接口，并且驅(qū)動一個數(shù)字LCD顯示器和蜂鳴器以便為用戶提供反饋，e)配置上述可配置的電源接口，以便監(jiān)視輸入AC電壓并且在電壓超過預(yù)定限度時提供一個信號。
以下要參照附圖和實施例來解釋本發(fā)明，在附圖中

圖1表示按照本發(fā)明的可配置電子控制器的框圖，它包括可配置控制電路、可配置輸出接口電路和配置存儲器。
圖2表示按照本發(fā)明的可配置電子控制器的框圖，進一步包括可配置輸入接口電路。
圖3表示按照本發(fā)明的可配置電子控制器的框圖，進一步包括可配置用戶接口電路。
圖4表示按照本發(fā)明的可配置電子控制器的框圖，進一步包括可配置電源接口電路。
圖5表示按照本發(fā)明的可配置電子控制器的框圖，它進一步包括網(wǎng)絡(luò)接口電路。
圖6表示采用門電路陣列、順序控制電路以及計數(shù)器和定時器的可配置控制電路的一種可能的實施例。
圖7表示采用附帶有程序存儲器、數(shù)據(jù)存儲器、計數(shù)器和定時器及實時時鐘的一個嵌入式微控制器的可配置控制電路的一種可能的圖8表示可配置輸出接口電路的一種可能的實施例。
圖9表示可配置輸出接口電路中的開關(guān)控制電路的一種可能的實施例。
圖10表示可配置輸入接口電路的一種可能的實施例。
圖11表示可配置用戶接口電路的一種可能的實施例。
圖12表示電源接口電路的一種可能的實施例。
圖13表示網(wǎng)絡(luò)接口電路的一種可能的實施例。
圖14表示這種可配置電子控制器在洗衣機中的應(yīng)用。
圖15表示這種可配置電子控制器在電冰箱中的應(yīng)用。
圖16表示這種可配置電子控制器在HVAC設(shè)備中的應(yīng)用。
參見圖1，利用配置存儲器(M)提供的配置數(shù)據(jù)(m)按照所希望的控制功能來配置控制電路(C)。類似地配置輸出接口電路(O)，以用于a)每一個輸出通道的起動/禁止，b)每一個起動的輸出通道的驅(qū)動功能，c)每一個起動的通道的保護功能。(細節(jié)參見圖8)控制電路(C)在工作中利用選擇控制信號(C1a)按順序選擇輸出接口電路(O)的一個特定通道，同時提供驅(qū)動信號(C1b)來驅(qū)動選定的輸出通道。輸出狀態(tài)信號(O2a)根據(jù)輸出的狀態(tài)為控制電路提供反饋。由復(fù)位電路(R)和時鐘發(fā)生器(G)為控制電路(C)和輸出接口電路(O)的內(nèi)部操作提供復(fù)位信號(r)和時鐘信號(g)。
參見圖2，除了圖1中所示的連接之外，在輸入接口電路(I)的輸入端接收來自諸如變換器/傳感器等信號源和位于應(yīng)用中各個點上的開關(guān)的信號(I1a)到(I1p)。按照配置存儲器(M)提供的配置數(shù)據(jù)(m)來配置輸入接口電路(I)，以便用于a)按照信號源的需要為一或多個這種信號源有選擇地提供驅(qū)動信號。
b)將接收的模擬形式的信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字形式，并且執(zhí)行靈敏度、偏移和線性校正。
c)為轉(zhuǎn)換的數(shù)字值有選擇地提供噪聲濾波和/或信號平均。
d)為從開關(guān)上接收的信號有選擇地提供去抖動。(細節(jié)參見圖9)控制電路(C)通過提供選擇控制信號(C2a)而按順序地選擇一個輸入通道。輸入接口電路(I)提供輸入信號(I2a)的當(dāng)前值。由復(fù)位電路(R)和時鐘發(fā)生器(G)為輸入接口電路(I)的內(nèi)部操作提供復(fù)位信號(r)和時鐘信號(g)。
參見圖3，除了圖2中所示的連接之外，在用戶接口電路(U)的輸入端接收來自諸如電位器、開關(guān)、IR/射頻/超聲波遙控裝置或語音輸入裝置等用戶輸入裝置和從例如用于指紋識別的圖像傳感器等等生物學(xué)傳感器輸入的信號(U1a)到(U1g)。可以把按照工作存儲器(M)提供的配置數(shù)據(jù)(m)來配置的用戶接口電路(U)用于a)按照輸入裝置的需要為一或多個這種輸入裝置有選擇地提供驅(qū)動信號。
b)將接收的模擬形式的信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字形式，并且執(zhí)行靈敏度、偏移和線性校正。
c)為轉(zhuǎn)換的數(shù)字值有選擇地提供噪聲濾波和/或信號平均。
d)為從開關(guān)上接收的信號有選擇地提供去抖動。
e)對分別從語音輸入和圖像傳感器裝置接收的輸入執(zhí)行語音識別和/或圖像識別。
f)按照需要執(zhí)行語音合成并且驅(qū)動音頻輸出裝置。(細節(jié)參見圖10)控制電路(C)通過提供選擇控制信號(C3a)而按順序地選擇一個輸入通道。用戶接口電路(U)提供輸入信號(U3a)的當(dāng)前值?？刂齐娐?C)同時提供信號(C3a)，根據(jù)該信號，用戶接口電路(U)產(chǎn)生輸出信號(U2a到U2p)，以用于顯示信息和/或為用戶提供音頻輸出。由復(fù)位電路(R)和時鐘發(fā)生器(G)為用戶接口電路(U)的內(nèi)部操作提供復(fù)位信號(r)和時鐘信號(g)。
在圖4中，除了圖3中所示的連接之外，電源接口電路(S)為控制電路(C)提供關(guān)于電源狀態(tài)信息的信號(S1a)。由復(fù)位電路(R)和時鐘發(fā)生器(G)為電源接口電路(S)的內(nèi)部操作提供復(fù)位信號(r)和時鐘信號(g)。
參見圖5，除了圖4中所示的連接之外，網(wǎng)絡(luò)接口電路(N)與控制電路(C)進行接口，以便通過信號(N2a)為其提供從網(wǎng)絡(luò)上的外部設(shè)備接收到的信息，并且接收包含一些數(shù)據(jù)的信號(C4a)，該數(shù)據(jù)需要發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)上的其它設(shè)備。由復(fù)位電路(R)和時鐘發(fā)生器(G)為網(wǎng)絡(luò)接口電路(N)的內(nèi)部操作提供復(fù)位信號(r)和時鐘信號(g)。
圖6表示控制電路(C)的一種可能的實施例。利用配置存儲器(M)提供的配置數(shù)據(jù)(m)來配置由門電路陣列組成的可配置邏輯電路(L)，它被用來提供所希望的控制功能。同樣用配置存儲器(M)提供的配置數(shù)據(jù)(m)來配置順序控制電路(SQ)以及計數(shù)器和定時器塊(CT)，它們分別利用信號(SQ1)和(CT1)來為可配置邏輯電路(L)提供支持功能。由復(fù)位電路(R)和時鐘發(fā)生器(G)來為可配置邏輯電路(L)、順序控制電路(SQ)以及計數(shù)器和定時器電路(CT)的內(nèi)部操作提供復(fù)位信號(r)和時鐘信號(g)。
圖7表示控制電路(C)的另一個實施例，在其中采用一個嵌入式微型控制器(EM)來代替可配置邏輯電路。在微控制器所附帶的程序存儲器(PM)中包含一組控制程序。由配置存儲器(M)提供的配置數(shù)據(jù)(m)按照所希望的的功能來選擇這些控制程序中的一個子集。計數(shù)器和定時器電路(CT)支持嵌入式微控制器。存儲單元(LM)和實時時鐘電路(RTC)分別通過信號(LM1)、(L1)和(RC1)、(L2)提供附加的支持功能。由復(fù)位電路(R)和時鐘發(fā)生器(G)為嵌入式微控制器(EM)、計數(shù)器和定時器電路(CT)、存儲單元(LM)和實時時鐘電路(RTC)的內(nèi)部操作提供復(fù)位信號(r)和時鐘信號(g)。
圖8表示輸出接口電路的一個實施例。由配置存儲器(M)提供的配置數(shù)據(jù)(m)來配置開關(guān)控制電路(SCa到SCp)的功能。來自控制電路(C)的控制信號(C1a)和選擇信號(C1b)通過鎖存器(LTa到LTp)有選擇地驅(qū)動每個開關(guān)控制器(SCa到SCp)的輸入，這種選擇是通過數(shù)字多路分解器(DD1)來控制的。每個開關(guān)控制輸出提供一個用來驅(qū)動一個開關(guān)(SWa到SWp)的控制信號(O1a到O1p)，以用于控制去向外部負載裝置的輸出。電流檢測電路(CSa到CSp)檢測負載電流并且向開關(guān)控制電路反饋一個信號，而開關(guān)控制電路中包含著由配置數(shù)據(jù)所配置的保護控制邏輯，以用來提供所需的保護功能。開關(guān)控制電路(SWa到SWp)還根據(jù)負載的狀態(tài)通過數(shù)字多路復(fù)用器(DM2)向控制電路(C)提供一個反饋信號(O2a)。由復(fù)位電路(R)和時鐘發(fā)生器(G)為可配置輸出接口電路(O)的內(nèi)部操作提供復(fù)位信號(r)和時鐘信號(g)。
圖9表示可配置輸出接口電路中的開關(guān)控制電路(SC)的一個實施例，它被配置成可以為輸出負載提供相位控制驅(qū)動或積分循環(huán)控制。來自配置存儲器(M)的配置數(shù)據(jù)(m)為多路復(fù)用器(M3)的輸出有選擇地提供信號，在積分循環(huán)控制中提供過零檢測器(ZCD)信號，而在相位角控制中提供時鐘信號。與此相應(yīng)，可預(yù)置的計數(shù)器(PC)對輸入電源周期或時鐘周期進行計數(shù)。ON(通)-狀態(tài)計數(shù)鎖存器(OCL)和OFF(斷)-狀態(tài)鎖存器(FCL)通過多路復(fù)用器(M4)向可預(yù)置的計數(shù)器(PC)提供來自配置存儲器的預(yù)置值，該計數(shù)器(PC)的輸出被存儲在輸出狀態(tài)鎖存器(OCL)中。同時，多路復(fù)用器(M5)在配置數(shù)據(jù)(m)的控制下有選擇地將下述信號連接到它的輸出，即在三端雙向可控硅開關(guān)驅(qū)動時將TRIGGER CLOCK(觸發(fā)器時鐘)、在繼電器/接觸器驅(qū)動時將TRIGGER LEVEL(觸發(fā)電平)連接到它的輸出。用與門電路(A1)將來自多路復(fù)用器(M5)和輸出狀態(tài)鎖存器(OCL)的信號與來自可配置控制電路(C)的ACTIVATE(驅(qū)動)輸入以及來自配置存儲器的ENABLE(使能)信號加以合成，以便從開關(guān)控制電路(SC)提供最終的輸出。
圖10表示輸入接口電路的一個實施例。由配置存儲器(M)提供的配置數(shù)據(jù)(m)來配置的功能有a)傳感器驅(qū)動電路(SDa到SDp)。
b)具有靈敏度、偏移和線性校正的模-數(shù)轉(zhuǎn)換器(AD1)。
c)噪聲濾波器(NF1)。
d)平均電路(AC1)。
根據(jù)需要，外部信號源從傳感器驅(qū)動電路(SDa到SDp)接收驅(qū)動信號(I1a到I1p)，并且向模擬多路復(fù)用器(AM1)的輸入提供信號。來自可配置控制電路(C)的選擇信號(C2a)控制多路復(fù)用器的控制器(MC)，以便從配置存儲器選擇適當(dāng)?shù)亩嗦窂?fù)用器控制信號，用來控制多路復(fù)用器(M1)從而將以下的信號之一作為輸出信號(I2a)連接到可配置控制電路(C)a)具有內(nèi)置的靈敏度、偏移和線性校正的模-數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出，b)噪聲濾波器的輸出，c)平均電路的輸出，d)輸入模擬多路復(fù)用器的輸出。
由復(fù)位電路(R)和時鐘發(fā)生器(G)來為可配置輸入接口電路(I)的內(nèi)部操作提供復(fù)位信號(r)和時鐘信號(g)。
圖11表示用戶接口電路的一個實施例。由配置存儲器(M)提供的配置數(shù)據(jù)(m)來配置的功能有a)傳感器驅(qū)動電路(SDq到SDx)。
b)具有靈敏度、偏移和線性校正的模-數(shù)轉(zhuǎn)換器(AD2)。
c)噪聲濾波器(NF2)。
d)平均電路(AC2)。
e)多路復(fù)用器(M2)。
根據(jù)需要，外部信號源從傳感器驅(qū)動電路(SDq到SDx)接收驅(qū)動信號(U1a到U1p)，并且向模擬多路復(fù)用器(AM2)的輸入提供信號。來自可配置控制電路(C)的選擇信號(C3a)控制多路復(fù)用器的控制器(MC1)，以便從配置存儲器(M)提供一個多路復(fù)用器控制信號，用來控制多路復(fù)用器(M2)的輸入從而將以下的信號之一作為輸出信號(U3a)有選擇地連接到可配置控制電路(C)a)具有內(nèi)置的靈敏度、偏移和線性校正的模-數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出，b)噪聲濾波器的輸出，c)平均電路的輸出，d)輸入模擬多路復(fù)用器的輸出。
與此類似，由來自可配置控制電路(C)的選擇信號(C3a)和數(shù)據(jù)信號(C3b)通過鎖存器(LAa到LAp)為用戶有選擇地提供顯示和音頻輸出，并且，由顯示和音頻驅(qū)動器(DAD)產(chǎn)生信號(U2a到U2p)。由復(fù)位電路(R)和時鐘發(fā)生器(G)為可配置用戶接口電路(U)的內(nèi)部操作提供復(fù)位信號(r)和時鐘信號(g)。
圖12表示電源接口電路的一個實施例的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。由電源電壓檢測電路(VS)監(jiān)視可配置控制電路的輸入電源的電壓，并且在其輸出端提供一個相應(yīng)的數(shù)字值。電源電壓檢測電路(VS)的輸出被連接到兩個數(shù)字比較器(DC1)和(DC2)各自的一個輸入。每個數(shù)字比較器的另一個輸入接收由配置存儲器(M)提供的參考數(shù)據(jù)(m)。這些數(shù)字比較器的輸出控制一個鎖存器(LAq)從而為控制電路(C)提供一個信號(S1a)。由復(fù)位電路(R)和時鐘發(fā)生器(G)為可配置電源接口電路(U)的內(nèi)部操作提供復(fù)位信號(r)和時鐘信號(g)。
圖13表示網(wǎng)絡(luò)接口電路(N)的一個實施例的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。網(wǎng)絡(luò)接口電路(N)連接到來自外部網(wǎng)絡(luò)的信號線，在網(wǎng)絡(luò)和可配置電子控制器之間提供兼容的電信號電平和定時以及雙向傳輸?shù)男盘?。網(wǎng)絡(luò)協(xié)議解碼器電路(NPD)接收從網(wǎng)絡(luò)上所接收的信號，從接收的信號中提取有用的信息，并作為信號(N2a)提供給控制電路(C)。網(wǎng)絡(luò)協(xié)議編碼器(NPE)從控制電路(C)接收用于向網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)男盘?，附加上協(xié)議限定的信息，并且將該信號送到網(wǎng)絡(luò)接口電路(NIC)以便傳輸?shù)酵獠烤W(wǎng)絡(luò)。由復(fù)位電路(R)和時鐘發(fā)生器(G)為網(wǎng)絡(luò)接口電路(N)的內(nèi)部操作提供復(fù)位信號(r)和時鐘信號(g)。
圖14表示可配置電子控制器(CEC1)在洗衣機(WM)中的應(yīng)用?？梢允褂脕碜钥膳渲秒娮涌刂破鲀?nèi)部的配置存儲器的配置數(shù)據(jù)來配置a)可配置電子控制器內(nèi)部的可配置控制電路，它被用來執(zhí)行洗衣機的指定控制功能，b)可配置電子控制器中的可配置輸出電路，它用于提供接口信號以用于驅(qū)動洗衣機的充水電磁閥(WFV)、泄水電磁閥(WDV)、洗滌劑分配電磁閥(DDV)和加熱器(HT)，c)可配置輸入電路，它用于與洗衣機中的水位傳感器(WLS)、水溫傳感器(WTS)和開蓋開關(guān)(CS)進行接口，d)可配置用戶接口電路，它用于與洗衣機控制面板中的用戶輸入裝置和用戶輸出裝置進行接口，
e)可配置電源接口電路，它用于監(jiān)視提供給洗衣機的AC輸入電源。
可配置電子控制器(CEC1)使用從水位傳感器(WLS)、水溫傳感器(WTS)和開蓋開關(guān)(CS)接收的信號和諸如洗衣種類的用戶選擇數(shù)據(jù)來控制洗衣電動機(WM)、充水閥(WFV)、洗滌劑分配閥(DDV)和泄水閥(WDV)以便按照所希望的方式自動地操作洗衣機。
圖15表示可配置電子控制器(CEC1)在電冰箱(RF)中的應(yīng)用。可以使用來自可配置電子控制器內(nèi)部的配置存儲器的配置數(shù)據(jù)來配置a)可配置電子控制器內(nèi)部的可配置控制電路，它被用來執(zhí)行電冰箱的所希望的控制功能，b)可配置電子控制器中的可配置輸出電路，由它所提供的接口信號用于驅(qū)動電冰箱的電冰箱壓縮機(CM)、風(fēng)機(BL0和BL1)以及除霜加熱器(HTR)，c)可配置輸入電路，它被用于與電冰箱中的冷凍室溫度計(FS)、主艙室溫度傳感器(MCS)、干燥室溫度傳感器(CTS)、除霜加熱器溫度傳感器(DHS)，壓縮機外殼溫度傳感器(CS)和開門開關(guān)(DS)進行接口，d)可配置用戶接口電路，它被用于與電冰箱控制面板(CP1)中的用戶輸入裝置和用戶輸出裝置進行接口，e)可配置電源接口電路，它被用于監(jiān)視提供給電冰箱的ac輸入電源。
溫度傳感器(FS)、(MCS)、(CTS)和(HTS)分別檢測電冰箱的冷凍室、主艙室、干燥器單元和除霜加熱器的溫度，并且將對應(yīng)著檢測值的信號提供給可配置電子控制器(ECR)的輸入。另外，傳感器(CS)的功能是一個連接到壓縮機(CM)的外殼上的過熱傳感器，并且將一個對應(yīng)于檢測溫度的信號提供給可配置電子控制器(ECR)的另一個輸入。開關(guān)(DS)和控制面板(CP1)中的按鍵開關(guān)分別向可配置電子控制器(ECR)的其它輸入提供門狀態(tài)信息和用戶選擇數(shù)據(jù)。壓縮機運行繞組(RW)、壓縮機起動繞組(SW)、風(fēng)機(BL0和BL1)以及加熱器(HTR)由可配置電子控制器(CEC2)的輸出來驅(qū)動，該輸出還被用于在可配置電子控制器(ECR)的控制面板(CP1)中提供顯示，以便為用戶提供反饋。
圖16表示可配置電子控制器(HVC)在一個HVAC控制裝置(HVAC1)中的應(yīng)用。可以使用來自可配置電子控制器內(nèi)部的配置存儲器的配置數(shù)據(jù)來配置a)可配置電子控制器內(nèi)部的可配置控制電路，它被用來執(zhí)行HVAC控制裝置的指定控制功能，b)可配置電子控制器中的可配置輸出電路，由它所提供的接口信號用于驅(qū)動通風(fēng)機(VBL)、空調(diào)壓縮機(CM1)和空調(diào)加熱器(HT1)，c)可配置輸入電路，它被用于與氣流傳感器(AFS)、溫度傳感器(TS)、濕度傳感器(HS)、環(huán)境傳感器(PS)、壓縮機外殼溫度傳感器(CS1)進行接口，d)可配置用戶接口電路，它被用于與控制面板(CP2)中的用戶輸入裝置和用戶輸出裝置進行接口，e)可配置電源接口電路，它被用于監(jiān)視提供給HVAC控制器的ac輸入電源。
溫度傳感器(TS)檢測室內(nèi)的溫度，濕度傳感器(HS)檢測室內(nèi)的濕度，氣流傳感器(AFS)檢測室內(nèi)的氣流，而環(huán)境傳感器檢測室內(nèi)居住者的狀態(tài)。來自各個傳感器的信號被傳送到可配置電子控制器(HVC)的輸入。另外，傳感器(CS1)的功能是一個連接到壓縮機(CM1)的外殼上的過熱傳感器，并且將一個對應(yīng)于檢測溫度的信號提供給可配置電子控制器(HVC)的另一個輸入。控制面板(CP2)中的按鍵開關(guān)向可配置電子控制器(HVC)的其它輸入提供用戶選擇數(shù)據(jù)。壓縮機運行繞組(RW1)、壓縮機起動繞組(SW1)、風(fēng)機(VBL)以及加熱器(HT1)由可配置電子控制器(HVC)的輸出來驅(qū)動，該輸出還被用于在可配置電子控制器(HVC)的控制面板(CP2)中提供顯示，以用于為用戶提供反饋。
權(quán)利要求
1．一種電子控制器，它包括用來提供控制功能的控制電路，和用來提供控制一或多個負載裝置的輸出信號的輸出接口電路，其特征在于，利用上述電子控制器中所包括的一個配置存儲器所提供的配置數(shù)據(jù)，將上述控制電路和上述輸出接口電路分別設(shè)計成可用于各種控制功能和各種接口的配置。
2．按照權(quán)利要求1的電子控制器，其特征是進一步包括連接到一或多個模擬或數(shù)字輸入裝置或開關(guān)的輸入接口電路，以用于接收輸入信號，利用上述配置存儲器提供的配置數(shù)據(jù)來設(shè)計上述輸入接口電路用于各種接口的配置。
3．按照權(quán)利要求1的電子控制器，其特征是進一步包括連接到一或多個模擬和/或數(shù)字輸入裝置和/或開關(guān)和/或音頻輸入裝置和/或包括圖像傳感器的生物學(xué)輸入裝置的用戶接口電路，以用于接收用戶輸入，以及一或多個用來為用戶提供反饋的顯示和/或音頻設(shè)備，利用上述配置存儲器提供的配置數(shù)據(jù)來設(shè)計上述用戶接口電路以便使它可用于各種接口的配置，并且包括用來執(zhí)行語音識別和/或生物學(xué)識別的裝置。
4．按照權(quán)利要求2的電子控制器，其特征是進一步包括連接到一或多個模擬或數(shù)字輸入裝置或開關(guān)的用戶接口電路，以用于接收用戶輸入，以及還包括一或多個用來為用戶提供反饋的顯示或音頻設(shè)備，利用上述配置存儲器提供的配置數(shù)據(jù)來設(shè)計上述用戶接口電路以便使它可用于各種接口的配置。
5．按照權(quán)利要求1的電子控制器，其特征是進一步包括連接到電源的電源接口電路，該電路監(jiān)視電源狀態(tài)并提供控制信號，利用上述配置存儲器提供的配置數(shù)據(jù)來設(shè)計上述電源接口電路以便使它可用于各種接口的配置。
6．按照權(quán)利要求2的電子控制器，其特征是進一步包括連接到電源的電源接口電路，該電路監(jiān)視電源狀態(tài)并提供控制信號，利用上述配置存儲器提供的配置數(shù)據(jù)來設(shè)計上述電源接口電路以便使它可用于各種接口的配置。
7．按照權(quán)利要求3的電子控制器，其特征是進一步包括連接到電源的電源接口電路，該電路監(jiān)視電源狀態(tài)并提供控制信號，利用上述配置存儲器提供的配置數(shù)據(jù)來設(shè)計上述電源接口電路以便使它可用于各種接口的配置。
8．按照權(quán)利要求4的電子控制器，其特征是進一步包括連接到電源的電源接口電路，監(jiān)視電源狀態(tài)并提供控制信號，利用上述配置存儲器提供的配置數(shù)據(jù)來設(shè)計上述電源接口電路的配置。
9．按照權(quán)利要求1的電子控制器，其特征是進一步包括網(wǎng)絡(luò)接口電路，用于提供與網(wǎng)絡(luò)上的其它計算機設(shè)備和其他電子控制器的單向或雙向數(shù)據(jù)交換。
10．按照權(quán)利要求2的電子控制器，其特征是進一步包括網(wǎng)絡(luò)接口電路，用于提供與網(wǎng)絡(luò)上的其它計算機設(shè)備和其他電子控制器的單向或雙向數(shù)據(jù)交換。
11．按照權(quán)利要求3的電子控制器，其特征是進一步包括網(wǎng)絡(luò)接口電路，用于提供與網(wǎng)絡(luò)上的其它計算機設(shè)備和其他電子控制器的單向或雙向數(shù)據(jù)交換。
12．按照權(quán)利要求4的電子控制器，其特征是進一步包括網(wǎng)絡(luò)接口電路，用于提供與網(wǎng)絡(luò)上的其它計算機設(shè)備和其他電子控制器的單向或雙向數(shù)據(jù)交換。
13．按照權(quán)利要求5的電子控制器，其特征是進一步包括網(wǎng)絡(luò)接口電路，用于提供與網(wǎng)絡(luò)上的其它計算機設(shè)備和其他電子控制器的單向或雙向數(shù)據(jù)交換。
14．按照權(quán)利要求6的電子控制器，其特征是進一步包括網(wǎng)絡(luò)接口電路，用于提供與網(wǎng)絡(luò)上的其它計算機設(shè)備和其他電子控制器的單向或雙向數(shù)據(jù)交換。
15．按照權(quán)利要求7的電子控制器，其特征是進一步包括網(wǎng)絡(luò)接口電路，用于提供與網(wǎng)絡(luò)上的其它計算機設(shè)備和其他電子控制器的單向或雙向數(shù)據(jù)交換。
16．按照權(quán)利要求8的電子控制器，其特征是進一步包括網(wǎng)絡(luò)接口電路，用于提供與網(wǎng)絡(luò)上的其它計算機設(shè)備和其他電子控制器的單向或雙向數(shù)據(jù)交換。
17．按照權(quán)利要求1的電子控制器，其特征是上述可配置控制電路和可配置輸出接口電路是這樣配置的，即在每個電路中提供-包含著多種已知電路元件種類的多個預(yù)定的電路元件，其中每個元件具有一種特定的功能，選擇上述電路元件的數(shù)量和種類以滿足每一種所希望的配置的功能性需求，-用來以所需的限定方式互連上述電路元件的裝置，其中利用上述配置存儲器提供的配置數(shù)據(jù)使每個所述元件執(zhí)行所希望的一組功能。
18．按照權(quán)利要求2的電子控制器，其特征是上述可配置輸入接口電路是這樣配置的，即提供-包含著多種已知電路元件種類的多個預(yù)定的電路元件，其中每個元件具有一種特定的功能，選擇上述電路元件的數(shù)量和種類以滿足每一種所希望的配置的功能性需求，-用來以所需的限定方式互連上述電路元件的裝置，其中利用上述配置存儲器提供的配置數(shù)據(jù)使每個元件執(zhí)行所希望的一組功能。
19．按照權(quán)利要求3的電子控制器，其特征是上述可配置用戶接口電路是這樣配置的，即提供-包含著多種已知電路元件種類的多個預(yù)定的電路元件，其中每個元件具有一種特定的功能，選擇上述電路元件的數(shù)量和種類以滿足每一種所希望配置的功能性需求，-用來以所需的限定方式互連上述電路元件的裝置，其中利用上述配置存儲器提供的配置數(shù)據(jù)使每個元件執(zhí)行所希望的一組功能。
20．按照權(quán)利要求5的電子控制器，其特征是上述可配置電源接口電路是這樣配置的，即提供-包含多種已知電路元件種類的多個預(yù)定的電路元件，其中每個元件具有一種特定的功能，選擇上述電路元件的數(shù)量和種類以滿足每一種所希望的配置的功能性需求，-用來以所需的限定方式互連上述電路元件的裝置，其中利用上述配置存儲器提供的配置數(shù)據(jù)使每個元件執(zhí)行指定的一組功能。
21．按照權(quán)利要求1的電子控制器，其特征是上述可配置控制電路是一個具有附帶的順序控制電路以及計數(shù)器和定時器的門電路陣列，該門電路陣列利用上述配置存儲器提供的配置數(shù)據(jù)來配置所希望的功能。
22．按照權(quán)利要求1的電子控制器，其特征是上述可配置控制電路是一個嵌入式微控制器，它具有附帶的程序存儲器、附帶的數(shù)據(jù)存儲器以及附帶的計數(shù)器和定時器，在程序存儲器中包含一組控制程序，利用上述配置存儲器提供的配置數(shù)據(jù)從該程序中為所希望的功能選擇適當(dāng)?shù)某绦虻淖蛹?br> 23．按照權(quán)利要求1的電子控制器，其特征是上述可配置控制電路是一個嵌入式數(shù)字信號處理器(DSP)，它具有附帶的程序存儲器、附帶的數(shù)據(jù)存儲器以及附帶的計數(shù)器和定時器，在程序存儲器中包含一組控制程序，利用上述配置存儲器提供的配置數(shù)據(jù)從該程序中為指定的功能選擇適當(dāng)?shù)某绦虻淖蛹?br> 24．按照權(quán)利要求1的電子控制器，其特征是上述可配置控制電路包括用來提供簡單的ON-OFF控制動作的功能。
25．按照權(quán)利要求1的電子控制器，其特征是上述可配置控制電路包括用來提供比例、積分、微分(PID)控制動作的功能。
26．按照權(quán)利要求1的電子控制器，其特征是上述可配置控制電路包括一個用來根據(jù)實時事件提供控制功能的實時時鐘(RTC)。
27．按照權(quán)利要求1的電子控制器，其特征是上述可配置輸出接口電路可以這樣來配置，即可以利用上述配置存儲器提供的配置數(shù)據(jù)來使每一個輸出提供一種用來控制負載的電平或脈沖輸出信號。
28．按照權(quán)利要求1的電子控制器，其特征是上述可配置輸出接口電路可以這樣來配置，即可以利用上述配置存儲器提供的配置數(shù)據(jù)來使每一個輸出提供一種用來控制負載的三端雙向可控硅開關(guān)驅(qū)動信號或繼電器/接觸器驅(qū)動信號或MOSFET/IGBT驅(qū)動信號或晶體管驅(qū)動信號。
29．按照權(quán)利要求1的電子控制器，其特征是上述可配置輸出接口電路可以這樣來配置，即可利用上述配置存儲器提供的配置數(shù)據(jù)來使每一個輸出提供一種用來控制負載的相位角控制信號或積分循環(huán)控制信號或積分半-循環(huán)控制信號。
30．按照權(quán)利要求1的電子控制器，其特征是上述可配置輸入接口電路可以這樣來配置，即可利用上述配置存儲器提供的配置數(shù)據(jù)來使每一個輸入為外部信號源提供一種所希望的值的恒定電流偏置或平衡橋式接口或一個AC偏置電源。
31．按照權(quán)利要求2的電子控制器，其特征是上述可配置輸入接口電路可以這樣來配置，即可利用上述配置存儲器提供的配置數(shù)據(jù)來使每一個輸入為模擬性質(zhì)的輸入信號執(zhí)行模-數(shù)轉(zhuǎn)換或者對數(shù)字性質(zhì)的輸入信號執(zhí)行不需要模-數(shù)轉(zhuǎn)換的信號處理。
32．按照權(quán)利要求2的電子控制器，其特征是上述可配置輸入接口電路可以這樣來配置，即可利用上述配置存儲器提供的配置數(shù)據(jù)來使每一個輸入為從機械開關(guān)接收的輸入信號執(zhí)行去抖動。
33．按照權(quán)利要求2的電子控制器，其特征是上述可配置輸入接口電路可以這樣來配置，即可利用上述配置存儲器提供的配置數(shù)據(jù)來使每一個輸入在需要時包括一個用來處理接收信號的濾波器。
34．按照權(quán)利要求2的電子控制器，其特征是上述可配置輸入接口電路可以這樣來配置，即可利用上述配置存儲器提供的配置數(shù)據(jù)來使每一個輸入在需要時包括一個用來處理輸入信號的平均電路。
35．按照權(quán)利要求3的電子控制器，其特征是上述可配置用戶接口電路可以這樣來配置，即可利用上述配置存儲器提供的配置數(shù)據(jù)來使每一個輸入應(yīng)外部用戶輸入裝置的需要而提供所希望的恒定電流偏置。
36．按照權(quán)利要求3的電子控制器，其特征是上述可配置用戶接口電路可以這樣來配置，即可利用上述配置存儲器提供的配置數(shù)據(jù)通過一個紅外線/超聲波/射頻遙控輸入裝置來接收用戶的輸入。
37．按照權(quán)利要求3的電子控制器，其特征是上述可配置用戶接口電路可以這樣來配置，即可利用上述配置存儲器提供的配置數(shù)據(jù)來提供輸出信號，以用于驅(qū)動一個LED顯示器或是真空螢光顯示器或是一個LCD顯示器。
38．按照權(quán)利要求3的電子控制器，其特征是上述可配置用戶接口電路可以這樣來配置，即可利用上述配置存儲器提供的配置數(shù)據(jù)來提供輸出信號，以用于驅(qū)動多數(shù)字7-段顯示器或一個條狀-圖形顯示器。
39．按照權(quán)利要求3的電子控制器，其特征是上述可配置用戶接口電路包括可利用上述配置存儲器提供的配置數(shù)據(jù)來產(chǎn)生單音并驅(qū)動一個音頻變換器的裝置。
40．按照權(quán)利要求3的電子控制器，其特征是上述可配置用戶接口電路包括可利用上述配置存儲器提供的配置數(shù)據(jù)來產(chǎn)生合成語音輸出信號并驅(qū)動一個音頻變換器的裝置。
41．按照權(quán)利要求5的電子控制器，其特征是上述可配置電源接口電路可以這樣來配置，即可利用上述配置存儲器提供的配置數(shù)據(jù)來監(jiān)視輸入AC電源電壓，并且在上述AC電源電壓小于或大于預(yù)定限度時提供一個信號。
42．按照權(quán)利要求5的電子控制器，其特征是上述可配置電源接口電路可以這樣來配置，即可利用上述配置存儲器提供的配置數(shù)據(jù)來監(jiān)視輸入DC電源電壓，并且在上述DC電源電壓小于或大于預(yù)定限度時提供一個信號。
43．按照權(quán)利要求5的電子控制器，其特征是上述可配置電源接口電路可以這樣來配置，即可利用上述配置存儲器提供的配置數(shù)據(jù)來監(jiān)視輸入AC電源電壓，并且在輸入AC電源的每一個電壓過零點上提供一個信號。
44．按照權(quán)利要求9的電子控制器，其特征是上述網(wǎng)絡(luò)接口電路提供一個對TCP/IP網(wǎng)絡(luò)的接口。
45．按照權(quán)利要求9的電子控制器，其特征是上述網(wǎng)絡(luò)接口電路提供一個對CAN總線網(wǎng)絡(luò)的接口。
46．按照權(quán)利要求9的電子控制器，其特征是上述網(wǎng)絡(luò)接口電路提供一個對BACNet網(wǎng)絡(luò)的接口。
47．按照權(quán)利要求9的電子控制器，其特征是上述網(wǎng)絡(luò)接口電路提供一個對蘭牙無線網(wǎng)絡(luò)的接口。
48．按照權(quán)利要求1的電子控制器，其特征是上述配置存儲器是一個非易失性存儲器。
49．按照權(quán)利要求1的電子控制器，其特征是上述時鐘發(fā)生器是一個振蕩器，其最佳頻率范圍是32KHz到25MHz。
50．一種洗衣機電子控制器包括可配置的控制電路、輸出接口電路、輸入接口電路、用戶接口電路、電源接口電路、網(wǎng)絡(luò)接口電路和配置存儲器，其特征是把來自配置存儲器的配置數(shù)據(jù)用于a)配置基于嵌入式微控制器的上述可配置控制電路，以便使用選定的一組存儲的控制程序來提供所希望的控制功能，b)配置上述可配置的輸出接口電路，以便為洗衣機電動機、充水、泄水和洗滌劑分配電磁閥提供三端雙向可控硅開關(guān)控制的驅(qū)動，c)配置上述可配置的輸入接口電路，以便為水溫傳感器和水位傳感器提供偏置驅(qū)動，并且為了啟動模-數(shù)轉(zhuǎn)換而為從這些傳感器接收的模擬信號提供適當(dāng)?shù)撵`敏度偏移和線性校正、噪聲濾波和信號平均，d)配置上述可配置的用戶接口電路，以便與一個用于接收用戶選擇輸入的控制器上的鍵盤進行接口，并且驅(qū)動一個數(shù)字LCD顯示器和蜂鳴器以便為用戶提供反饋，e)配置上述可配置的電源接口，用來監(jiān)視輸入AC電壓并且在電壓超過預(yù)定限度時提供一個信號。
51．一種家用電冰箱電子控制器包括可配置的控制電路、輸出接口電路、輸入接口電路、用戶接口電路、電源接口電路、網(wǎng)絡(luò)接口電路和配置存儲器，其特征是把來自配置存儲器的配置數(shù)據(jù)用于a)配置基于門電路陣列邏輯的上述可配置控制電路，以便使用選定的一組存儲的控制程序提供溫度控制功能，b)配置上述可配置的輸出接口電路，為電冰箱壓縮機，除霜加熱器以及空氣循環(huán)風(fēng)機和調(diào)節(jié)閘提供三端雙向可控硅開關(guān)控制的驅(qū)動，c)配置上述可配置的輸入接口電路，以便為溫度傳感器提供偏置驅(qū)動，并且為了啟動模-數(shù)轉(zhuǎn)換而為從這些傳感器接收的模擬信號提供適當(dāng)?shù)撵`敏度偏移和線性校正、提供噪聲濾波和信號平均，d)配置上述可配置的用戶接口電路，以便與一個用于接收用戶選擇輸入的控制面板和一個紅外線遙控裝置上的鍵盤進行接口，并且驅(qū)動一個數(shù)字LCD顯示器和蜂鳴器以便為用戶提供反饋，e)配置上述可配置的電源接口，以便監(jiān)視輸入AC電壓并且在電壓超過預(yù)定限度時提供一個信號。
52．一種HVAC控制系統(tǒng)的電子控制器包括可配置的控制電路、輸出接口電路、輸入接口電路、用戶接口電路、電源接口電路、網(wǎng)絡(luò)接口電路和配置存儲器，其特征是把來自配置存儲器的配置數(shù)據(jù)用于a)配置基于嵌入式微控制器的上述可配置控制電路，以便使用選定的一組存儲的控制程序來提供氣流控制和溫度控制功能，b)配置上述可配置的輸出接口電路，以便為氣流風(fēng)機提供無刷-DC電動機的驅(qū)動，為空調(diào)壓縮機電動機提供三端雙向可控硅開關(guān)控制的驅(qū)動，并且為空調(diào)加熱器提供積分循環(huán)控制的驅(qū)動，c)配置上述可配置的輸入接口電路，以便為溫度傳感器，氣流傳感器和濕度傳感器提供偏置驅(qū)動，并且為了啟動模-數(shù)轉(zhuǎn)換器而為從這些傳感器接收的模擬信號提供適當(dāng)?shù)撵`敏度偏移和線性校正、噪聲濾波和信號平均，d)配置上述可配置的用戶接口電路，以便與一個用于接收用戶選擇輸入的控制面板和一個紅外線遙控裝置上的鍵盤進行接口，并且驅(qū)動一個數(shù)字LCD顯示器和蜂鳴器以便為用戶提供反饋，e)配置上述可配置的電源接口，以便監(jiān)視輸入AC電壓并且在電壓超過預(yù)定限度時提供一個信號。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種包括控制電路和輸出接口電路的可配置的電子控制器,其特征在于利用上述電子控制器所包括的一個配置存儲器中提供的配置數(shù)據(jù)將上述控制電路和上述輸出接口電路分別設(shè)計成用于各種控制功能和各種接口的配置。上述可配置的電子控制器的進一步可選擇地包括可配置的輸入接口電路、可配置的用戶接口電路、可配置的電源接口電路和網(wǎng)絡(luò)接口電路。
文檔編號G05B19/042GK1322975SQ0013524
公開日2001年11月21日 申請日期2000年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2000年5月4日
發(fā)明者R·巴特納加 申請人:瓦蘇技術(shù)有限公司