專利名稱：具有esam的溫控器電路模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電路模塊，尤其涉及用在溫控器上的電路模塊，屬于電氣元件領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
溫控器作為溫度控制裝置，廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)和日常生活中。工作時(shí)，溫控器接收溫度傳感器傳送的現(xiàn)場(chǎng)溫度信號(hào)，根據(jù)內(nèi)部設(shè)置計(jì)算調(diào)節(jié)量，發(fā)送調(diào)節(jié)指令到現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，指令現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備調(diào)節(jié)溫度。已有的溫控器通常都是通過串口將數(shù)據(jù)傳輸給控制機(jī)房，隨著建筑密度的增大，在樓宇內(nèi)部布設(shè)走線的難度越來越高，導(dǎo)致了溫控器安裝的困難。同時(shí)，對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用而言，使用串口數(shù)據(jù)線會(huì)使得線路繁雜，影響工作效率。市場(chǎng)上已有的溫控器，通常采用德州儀器出品的MSP430系列單片機(jī)，這種單片雖然具有較好的運(yùn)算效能，但是產(chǎn)品單價(jià)較高，不易于在商品上大規(guī)模應(yīng)用；并且MSP 430系列單片機(jī)針腳復(fù)雜，接線繁雜，對(duì)生產(chǎn)人員具有較高的要求，在使用中由于針腳接錯(cuò)導(dǎo)致產(chǎn)品故障的問題多有出現(xiàn)。已有的溫控器，使用明碼的方式傳輸表內(nèi)數(shù)據(jù)，容易受到破壞或者被修改，導(dǎo)致表內(nèi)數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確。

實(shí)用新型內(nèi)容針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本實(shí)用新型公開了一種溫控器上的電路模塊，通過增加ESAM芯片使得溫控器內(nèi)的數(shù)據(jù)進(jìn)行加密傳輸，防止受到破壞；通過增加無線通訊電路，使得數(shù)據(jù)可以通過無線方式傳輸，增加了使用上的便捷性；通過使用PIC16系列單片機(jī)作為主芯片電路，該系列單片機(jī)是一種在本領(lǐng)域應(yīng)用多年、性能可靠、針腳接線較少，不易出現(xiàn)故障。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型是通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:具有ESAM的溫控器電路模塊，包括主芯片電路，該主芯片電路為PIC16單片機(jī)，主芯片電路上連接有電源接口電路、按鍵電路、時(shí)鐘電路、液晶顯示電路、通訊接口電路、測(cè)溫芯片電路、在線編程接口電路、無線通訊芯片電路，其中主芯片電路上還連接有ESAM電路和ESAM時(shí)鐘產(chǎn)生電路。通過使用ESAM電路，ESAM電路上的ESAM芯片能夠?qū)纹瑱C(jī)上的數(shù)據(jù)進(jìn)行加密和解密，使得溫控器內(nèi)的數(shù)據(jù)不會(huì)被非法篡改。ESAM芯片是Embedded SecureAccess Module,即嵌入式安全控制模塊，可以對(duì)外部輸入或輸出的數(shù)據(jù)進(jìn)行雙向身份認(rèn)證以確保數(shù)據(jù)或指令是合法未經(jīng)篡改的。本實(shí)用新型并不限制具體的ESAM芯片類型，本領(lǐng)域已有的此類產(chǎn)品，例如凌科芯安科技的LKT2100ESAM嵌入式安全控制模塊等，均可用于本實(shí)用新型；ESAM時(shí)鐘產(chǎn)生電路用于為ESAM電路的ESAM芯片產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)，可采用本領(lǐng)域任何已知的時(shí)鐘晶振芯片。其中，電源接口電路實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)電路模塊的供電，按鍵電路用于相應(yīng)操作人員的按鍵動(dòng)作，時(shí)鐘電路用于為主芯片電路產(chǎn)生準(zhǔn)確的時(shí)鐘信號(hào)，液晶顯示電路用于顯示溫控器內(nèi)的溫度、運(yùn)行狀態(tài)等信息，在線編程接口電路用于上位機(jī)對(duì)主芯片電路上運(yùn)行的代碼進(jìn)行修改、重寫或刪除，通訊接口電路為MAX485通訊接口電路采用MAX485芯片提供傳統(tǒng)的RS485串口總線的數(shù)據(jù)傳輸方式，測(cè)溫芯片電路用于測(cè)量溫度，無線通訊芯片電路用于將表內(nèi)的數(shù)據(jù)以無線方式發(fā)送出去或接收外部傳送的指令。其中，所述電源接口電路上連接有二極管做電壓隔離和穩(wěn)壓芯片將電壓穩(wěn)定至3V。通過采用二極管做隔離，防止電源反接，保護(hù)電路不受外部攻擊；通過采用穩(wěn)壓芯片將電壓穩(wěn)在3.0V，給主芯片電路提供穩(wěn)定的工作電壓。其中，所述按鍵電路采用多組并聯(lián)的串聯(lián)RC電路，通過對(duì)地接一個(gè)電容，使電路中的交流成份由電容入地，工作更穩(wěn)定；通過接入電阻，起到阻尼作用，避免引起振蕩，可以有效防止按鍵抖動(dòng)。其中，所述ESAM電路上連接有三極管控制ESAM芯片的電源開關(guān)。其中，所述時(shí)鐘電路采用PCF8563，并連接有備用電池，在斷電時(shí)依舊可以保持提供準(zhǔn)確的時(shí)鐘信號(hào)。其中，所述測(cè)溫芯片電路與主芯片電路連接的數(shù)據(jù)通訊線上設(shè)有上拉電阻使得測(cè)溫芯片保持常態(tài)。優(yōu)選的，所述主芯片電路為單片機(jī)PIC16F1946，該單片機(jī)是PIC16系列中在工業(yè)控制中應(yīng)用最廣泛、性能最成熟的產(chǎn)品，在諸多工業(yè)領(lǐng)域廣為應(yīng)用。進(jìn)一步的，主芯片電路上還連接有指示燈電路用于指示溫控器工作狀態(tài)，與液晶顯示電路相比，雖然指示燈電路能夠提供的信息較少，但是指示燈電路反應(yīng)更快，通過調(diào)整指示燈的照明顏色，例如紅色、黃色等，更容易使操作人員及時(shí)注意到電路內(nèi)的故障狀態(tài)。通過上述技術(shù)改進(jìn)，本實(shí)用新型的電路模塊用在溫控器上接線簡(jiǎn)單、性能穩(wěn)定、可靠性好,并且能夠?qū)崿F(xiàn)表內(nèi)數(shù)據(jù)的加密傳輸使得溫控器的數(shù)據(jù)安全有保證，同時(shí)表內(nèi)數(shù)據(jù)能夠通過無線方式將數(shù)據(jù)發(fā)送和接收，改善了溫控器在使用上的便捷性。

圖1為本實(shí)用新型電路模塊的電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖2a_21為本實(shí)用新型電路模塊所用電路元件的電路圖。
具體實(shí)施方式
參考圖1，本實(shí)用新型的電路模塊，使用PIC16F1946單片機(jī)作為主芯片電路，在該單片機(jī)上連接有電源接口電路、按鍵電路、時(shí)鐘電路、液晶顯示電路、通訊接口電路、測(cè)溫芯片電路、在線編程接口電路、無線通訊芯片電路、ESAM電路、ESAM時(shí)鐘產(chǎn)生電路、指示燈電路。參考圖2a，電源接口采用二極管Dl:1N4007做隔離，防止電源反接，保護(hù)電路不受外部攻擊。采用穩(wěn)壓芯片U4:MD5330將電壓穩(wěn)在3.0V，給單片機(jī)提供穩(wěn)定的工作電壓；并且采用兩個(gè)電阻值為IM的電阻(R0、RMM03)分壓后再檢測(cè)電源電壓。參考圖2b，按鍵電路，具有五組按鍵S2\S3\S4\S5\S6，采用五組串聯(lián)RC電路(C14與R26、C15與R25、C16與R22、C17與R23、C18與R24)可以防止按鍵抖動(dòng)。[0023]參考圖2c，ESAM電路可以為ESAM芯片U2提供兩種不同電壓值的電源，并可以用三極管QlO:8050來控制電源的開關(guān)。參考圖2d，ESAM時(shí)鐘產(chǎn)生電路為ESAM時(shí)鐘ECLK提供穩(wěn)定的工作頻率，可采用任意本領(lǐng)域已有時(shí)鐘晶振實(shí)現(xiàn)。參考圖2e，時(shí)鐘電路采用PCF8563芯片來做時(shí)鐘應(yīng)用，并給PCF8563提供備用電池BTl。參考圖2f，液晶顯示電路為IXD，由單片機(jī)直接鏈接，程序直接控制。參考圖2g，通訊接口電路采用MAX485芯片將單片機(jī)TTL轉(zhuǎn)為485串口，做485總線通信。參考圖2h，測(cè)溫芯片電路采用DS18B20測(cè)溫芯片，在其數(shù)據(jù)通訊線CW上接上拉電阻R4保持常態(tài)。由于DS18B20是單總線溫度傳感器，數(shù)據(jù)線是漏極開路，如果DS18B20沒接電源，則需要數(shù)據(jù)線強(qiáng)上拉，給DS18B20供電；如果DS18B20接有電源，則需要一個(gè)上拉即可穩(wěn)定的工作。這個(gè)電阻通常比較大，溫度傳感器開路或沒接時(shí)，能起到上拉作用，使之為高電平，使后續(xù)電路保護(hù)。參考圖2i，在線編程接口電路與上位機(jī)連接，通常是走JTA6 口對(duì)單片機(jī)進(jìn)行編程。參考圖2j，無線通訊芯片電路采用CCllOl模塊實(shí)現(xiàn)，CCllOl是一款高性能射頻收發(fā)器，滿足極低功耗RF應(yīng)用，可提供對(duì)數(shù)據(jù)包處理、數(shù)據(jù)緩沖、突發(fā)傳輸、接收信號(hào)強(qiáng)度指示(RSSI)、空閑信道評(píng)估(CCA)、鏈路質(zhì)量指示以及無線喚醒(WOR)的廣泛硬件支持。參考圖2k，指示燈電路采用LED DlOO顯示溫控器內(nèi)的工作狀態(tài)、故障狀態(tài)等，并通過三極管Q12控制該電路通斷。參考圖21，單片機(jī)PIC16F1946，PIC16F1946具有IXD驅(qū)動(dòng)器，可以直接控制液晶的顯示內(nèi)容；具有14KB FLASH存儲(chǔ)器和512B RAM，并具有豐富的接口類型EUSART，I2C，SPI和54個(gè)可編程輸入/輸出端，具有豐富的功能。
權(quán)利要求1.具有ESAM的溫控器電路模塊，其特征在于包括主芯片電路，該主芯片電路為PIC16單片機(jī)，主芯片電路上連接有電源接口電路、按鍵電路、時(shí)鐘電路、液晶顯示電路、通訊接口電路、測(cè)溫芯片電路、在線編程接口電路、無線通訊芯片電路，其中主芯片電路上還連接有ESAM電路和ESAM時(shí)鐘產(chǎn)生電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溫控器電路模塊，其特征在于所述電源接口電路上連接有二極管做電壓隔離和穩(wěn)壓芯片將電壓穩(wěn)定至3V。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溫控器電路模塊，其特征在于所述按鍵電路采用多組并聯(lián)的串聯(lián)RC電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溫控器電路模塊，其特征在于所述ESAM電路上連接有三極管控制ESAM芯片的電源開關(guān)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溫控器電路模塊，其特征在于所述時(shí)鐘電路采用PCF8563，并連接有備用電池。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溫控器電路模塊，其特征在于所述測(cè)溫芯片電路與主芯片電路連接的數(shù)據(jù)通訊線上設(shè)有上拉電阻。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溫控器電路模塊，其特征在于所述主芯片電路為單片機(jī)PIC16F1946。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溫控器電路模塊，其特征在于主芯片電路上還連接有指示燈電路用于指示溫控器工作狀態(tài)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種具有ESAM的溫控器電路模塊，包括主芯片電路，該主芯片電路為PIC16單片機(jī)，主芯片電路上連接有電源接口電路、按鍵電路、時(shí)鐘電路、液晶顯示電路、通訊接口電路、測(cè)溫芯片電路、在線編程接口電路、無線通訊芯片電路，其中主芯片電路上還連接有ESAM電路和ESAM時(shí)鐘產(chǎn)生電路。本實(shí)用新型的溫控電路模塊實(shí)現(xiàn)了溫控?cái)?shù)據(jù)信息的安全讀取和傳輸。
文檔編號(hào)G05D23/19GK203012542SQ20132000781
公開日2013年6月19日 申請(qǐng)日期2013年1月8日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月8日
發(fā)明者王文進(jìn), 常海利 申請(qǐng)人:天津卓和信儀器儀表有限公司