专利名称：搅拌器专用控制芯片及控制器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及食品加工器具，更具体地说是一种食品搅拌器控制装置。
背景技术：
目前，食品搅拌器控制装置或采用分立元件实现，或采用单片机(MCU)实现。两种电路结构都不可避免地存在着调试工作繁琐、成本高等缺陷。
迄今为止还没有一种用于食品加工的搅拌器专用控制芯片。
发明内容
本实用新型是为了避免上述现有技术所存在的不足之处，提供一种搅拌器专用控制芯片，同时提供由该芯片构成的搅拌器控制器，以简化作为食品加工器具的搅拌器控制装置电路结构。
本实用新型采用的技术方案是本实用新型搅拌器专用控制芯片的结构特点是在所述芯片中集成有上电复位电路、环形振荡器电路、过零检测电路、按键检测电路、可控硅状态指示电路、光耦可控硅输入控制电路；所述上电复位电路采用比较器，取自电源VCC的两路基准电压分别接比较器的两个输入端，比较器的输出端经两级反向器输出上电复位信号；所述环形振荡器电路由振荡级环路和波形整形电路构成，振荡级环路的输入端接上电复位信号，波形整形电路的输出是时钟信号；所述过零检测电路采用施密特触发器，全波整流输入信号由全波整流输入端引入，施密特触发器的输出经两级反向器以过零脉冲信号输出；所述按键检测电路包括八路按键采样电路，每路按键采样电路均由1个计数器、7个D触发器和1个与门构成；上电复位电路提供复位信号；环形振荡器电路提供时钟信号；不同功能的按键信号分别引入各路按键采样电路，按键检测电路以按键有效信号输出；所述可控硅状态指示电路采用计数器结构，上电复位电路提供复位信号；环形振荡器电路提供时钟信号；50Hz或60Hz脉冲输入信号由可控硅脉冲输入端脚引入；50Hz或60Hz电源频率信号由电源频率识别端脚引入；输出使能信号由控制模块引入；可控硅LED控制信号(CSI_LED)经可控硅LED指示端脚引出；
所述光耦可控硅输入控制电路采用状态机结构，由上电复位电路提供复位信号、环形振荡器电路提供时钟信号、过零检测电路提供过零脉冲信号、按键检测电路提供按键有效信号；在其输出端脚引出光耦可控硅输入控制信号、由继电器控制端引出继电器控制信号。
本实用新型中以所述芯片构成的搅拌器控制器的结构特点是以所述芯片为核心，在其外围设置各操作按键、LED显示、光耦可控硅驱动电路、继电器驱动电路，包括在所述芯片的各按键端与接地端之间分别串接控制电机不同转速的各功能键，包括关闭键、点动键、碎冰键、浆泥键、搅拌键、研磨键、混合键和抽动键；在所述芯片的电源频率识别端，设置针对50Hz或60Hz不同的电源频率选择接地或接电源VCC端的跳线开关；在所述芯片的可控硅脉冲输入端脚引入50Hz或60Hz脉冲输入信号；在所述芯片的可控硅LED指示端脚设置由三极管驱动的显示电路；在所述芯片的全波整流输入端脚引入过零脉冲信号；在所述芯片的脉冲输出端脚设置光耦可控硅驱动三极管Q1；在所述芯片的继电器控制端脚设置继电器驱动三极管Q2。
与已有技术相比，本实用新型的有益效果体现在由于搅拌器专用控制芯片集成了上电复位电路、环形振荡器电路、过零检测电路、按键检测电路、可控硅状态指示电路、光耦可控硅输入控制电路，因此采用该芯片的控制装置具有结构简单、调试工作简易；同时还具有成本低的优点。
图1为本实用新型专用芯片电路原理图。
图2为本实用新型控制器电路原理图。
具体实施方式
参见图1，在专用芯片中集成有上电复位电路、环形振荡器电路、过零检测电路、按键检测电路、可控硅状态指示电路、光耦可控硅输入控制电路。
图1示出，上电复位电路采用比较器U11，取自电源VCC的两路基准电压分别接比较器U11的两个输入端，比较器的输出端经两级反向器输出上电复位信号reset。
图1示出，环形振荡器电路由振荡级环路和波形整形电路XOR31、DFF31构成，振荡级环路的输入是上电复位信号reset，波形整形电路的输出是时钟信号clock。如图1所示，振荡器环路由NOR31、INV31、INV32、INV33、INV34共五级反向器构成。
图1示出，过零检测电路采用施密特触发器结构，全波整流输入信号VON_IN由全波整流输入端13脚引入，施密特触发器的输出经两级反向器P24、N24、P25、N25，以过零脉冲信号VON_IN_i输出。如图1所示，P21、P22、N21、N22、P23、N23构成施密特触发器；P24与N24、P25与N25构成两级反向器。
图1示出，按键检测电路包括八路按键采样电路，每路按键采样电路均由1个计数器、7个D触发器和1个与门构成。上电复位电路提供复位信号reset；环形振荡器电路提供时钟信号clock；按键输入信号分别由OFF按键端1脚、PULSE按键端2脚、ICE按键端3脚、PUREE按键端4脚、BLEND按键端5脚、GRATE按键端6脚、MIX按键端7脚和WHIP按键端9脚引入；按键检测电路以按键有效信号_Valid输出。
在图1所示的电路，按键检测电路中仅给出了一路按键采样电路的原理结构图。计数器对时钟信号clock进行计数，产生3ms间隔的触发器使能信号；7个D触发器用于解决18ms按键抖动问题。
图1示出，可控硅状态指示电路采用计数器结构，上电复位电路提供复位信号reset；环形振荡器电路提供时钟信号clock；50Hz或60Hz脉冲输入信号由可控硅脉冲输入端脚10脚引入；50Hz或60Hz电源频率信号MODE由电源频率识别端12脚引入；输出使能信号CSI_en由控制模块引入；可控硅状态指示输出电路以CSI_LED经可控硅LED指示端11脚引出。
图1示出，光耦可控硅输入控制电路，即控制模块，采用状态机结构实现，由上电复位电路提供复位信号reset；由环形振荡器电路提供时钟信号clock；由过零检测电路提供过零脉冲信号VON_IN_i；由按键检测电路提供按键有效信号_Valid；控制模块的输出由脉冲输出端14脚引出光耦可控硅输入控制信号CTRL_1、由继电器控制端15脚引出继电器控制信号CTRL_2。
参见图2，搅拌器控制器是以上述芯片为核心，在其外围设置各操作按键、LED显示、光耦可控硅驱动电路、继电器驱动电路，具体包括在芯片的1脚与接地端之间串接OFF关闭键；在2脚与地端之间串接PULSE点动键；在3脚与地端之间串接ICE碎冰键；在4脚与地端之间串接PUREE浆泥键；在5脚与地端之间串接BLEND搅拌键；在6脚与地端之间串接GRATE研磨键；在7脚与地端之间串接MIX混合键；在9脚与地端之间串接WHIP抽动键；在芯片的12脚设置跳线开关，用于确定电源频率是50Hz或是60Hz；在芯片的10脚引入50Hz或60Hz脉冲输入信号；在芯片的11脚设置驱动三极管Q3；在芯片的13脚引入过零脉冲信号；在芯片的14脚设置光耦可控硅驱动三极管Q1；在芯片的15脚设置驱动三极管Q2。
具体实施中，应用电路的设置还包括
可控硅BTA与继电器RELAY串接在220V或110V电源回路中；光耦OP2并接在可控硅BTA与继电器RELAY回路上。
工作方式如下搅拌器控制器设置的八个功能按键可以通过搅拌器专用控制芯片实现对电机不同转速的控制。上述八个功能按键可以全部使用，也可以只使用其中的若干个。按键逻辑状态的定义1、八个按键之间无先后顺序；2、两个按键先后按下时，以后一个按下的按键为准；3、两个(或两个以上)按键同时按下时，此次操作无效，即机器仍处于待机状态。
待机状态的定义如下1、机器上电时；2、OFF键按下时；3、PULSE键或ICE键松开时；4、两个(或两个以上)键同时按下时。
搅拌器专用控制芯片第11脚是可控硅LED输出指示端口；第10脚是可控硅50Hz或60Hz脉冲输入端口。在待机状态下，可控硅短路时，管脚11上的可控硅状态指示灯不亮；可控硅开路时，可控硅状态指示灯按亮0.5s、灭0.5s周期性闪亮。在正常工作时，可控硅指示灯不亮。
搅拌器专用控制芯片第12脚是50Hz或60Hz电源频率识别输入端口。如12脚接低电平，标识50Hz电源频率；12脚接高电平，标识60Hz电源频率。
搅拌器专用控制芯片第14脚是搅拌器的控制输出端口。八种功能按键将控制搅拌器输出端输出具有不同延迟的脉冲信号。该脉冲信号的宽度需要满足光耦可控硅负载的导通角；不同延迟的脉冲信号经可控硅控制搅拌器电机具有不同的转速。
搅拌器专用控制芯片第15脚是继电器的控制端口。正常工作状态下，当功能按键按下后，专用控制芯片将首先通过该端口经三极管Q2吸合继电器；然后再通过14脚输出电机转速的脉冲控制信号；当控制装置出现异常时，用户可以通过OFF按键，经该芯片的15脚以断开继电器，进而切断整个电机回路的电源，避免伤害用户。
权利要求1.搅拌器专用控制芯片，其特征是在所述芯片中集成有上电复位电路、环形振荡器电路、过零检测电路、按键检测电路、可控硅状态指示电路和光耦可控硅输入控制电路；所述上电复位电路采用比较器(U11)，取自电源VCC的两路基准电压分别接比较器(U11)的两个输入端，比较器的输出端经两级反向器输出上电复位信号(reset)；所述环形振荡器电路由振荡级环路和波形整形电路(XOR31、DFF31)构成，振荡级环路的输入端接上电复位信号(reset)，波形整形电路的输出是时钟信号(clock)；所述过零检测电路采用施密特触发器，全波整流输入信号(VON_IN)由全波整流输入端(13脚)引入，施密特触发器的输出经两级反向器(P24、N24、P25、N25)以过零脉冲信号(VON_IN_i)输出；所述按键检测电路包括八路按键采样电路，每路按键采样电路均由1个计数器、7个D触发器和1个与门构成；上电复位电路提供复位信号(reset)；环形振荡器电路提供时钟信号(clock)；不同功能的按键信号(OFF、PULSE、ICE、PUREE、BLEND、GRATE、MIX和WHIP)分别引入各路按键采样电路(1脚、2脚、3脚、4脚、5脚、6脚、7脚和9脚)，按键检测电路以按键有效信号(_Valid)输出；所述可控硅状态指示电路采用计数器结构，上电复位电路提供复位信号(reset)；环形振荡器电路提供时钟信号(clock)；50Hz或60Hz脉冲输入信号由可控硅脉冲输入端脚(10脚)引入；50Hz或60Hz电源频率信号(MODE)由电源频率识别端脚(12脚)引入；输出使能信号(CSI_en)由控制模块引入；可控硅LED控制信号(CSI_LED)经可控硅LED指示端脚(11脚)引出；所述光耦可控硅输入控制电路采用状态机结构，由上电复位电路提供复位信号(reset)、环形振荡器电路提供时钟信号(clock)、过零检测电路提供过零脉冲信号(VON_IN_i)、按键检测电路提供按键有效信号(_Valid)；在其输出端脚(14脚)引出光耦可控硅输入控制信号(CTRL_1)、在继电器控制端(15脚)引出继电器控制信号(CTRL_2)。
2.一种以权利要求1所述芯片构成的搅拌器控制器，其特征是在所述芯片的外围设置各操作按键、LED显示、光耦可控硅驱动电路、继电器驱动电路，包括在所述芯片的各按键端(1、2、3、4、5、6、7、9脚)与接地端之间分别串接控制电机不同转速的各功能键，包括关闭键(K1)、点动键(K2)、碎冰键(K3)、浆泥键(K4)、搅拌键(K5)、研磨键(K6)、混合键(K7)和抽动键(K8)；在所述芯片的电源频率识别端(12脚)，设置针对50Hz或60Hz不同的电源频率选择接地或接电源VCC端的跳线开关(K)；在所述芯片的可控硅脉冲输入端脚(10脚)引入50Hz或60Hz脉冲输入信号；在所述芯片的可控硅LED指示端脚(11脚)设置由三极管(Q3)驱动的显示电路；在所述芯片的全波整流输入端脚(13脚)引入过零脉冲信号；在所述芯片的脉冲输出端脚(14脚)设置光耦可控硅驱动三极管(Q1)；在所述芯片的继电器控制端脚(15脚)设置继电器驱动三极管(Q2)。
3.根据权利要求2所述的搅拌器控制器，其特征是可控硅(BTA)与继电器(RELAY)串接在220V或110V电源回路中；光耦(OP2)并联连连接在串接的可控硅(BTA)和继电器(RELAY)回路上。
专利摘要搅拌器专用控制芯片及控制器，其特征是在芯片中集成有上电复位电路、环形振荡器电路、过零检测电路、按键检测电路、可控硅状态指示电路、光耦可控硅输入控制电路；以所述芯片为核心，在其外围设置各操作按键、LED显示、光耦可控硅驱动电路、继电器驱动电路。本实用新型设置专用芯片，并以该专用芯片构成搅拌器专用控制器，其结构简单、调试工作简易、成本低。
文档编号A47J43/04GK2779459SQ20052006952
公开日2006年5月10日 申请日期2005年3月4日 优先权日2005年3月4日
发明者胡永华, 王晓蕾, 曹华锋, 胡显云, 高明伦 申请人:合肥工业大学, 合肥工大先行微电子技术有限公司