专利名称：串行同步通讯的晶闸管调整器参数调整方法及参数设定单元的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种基于串行同步通讯的晶闸管调整方法及参数设定单元，它将使用 在电加热行业，更具体的说是一种安装在大功率晶间管调整器面板上的参数设定单元。
背景技术：
目前，大功率晶闸管调整器已被广泛应用在电加热行业，一般由主触发板和其后 级连接的晶闸管主回路组成；对于运行中的参数的调整是使用模拟电位器进行必要的调 整，调节时还需要万用表做辅助工具进行调整，很不方便，这样的系统随着长期的运行，极 易出现电位器触点氧化最终使系统无法运行，参数的显示也仅仅依靠外挂模拟表头来读取 简单的参数。这样非常需要一种参数显示及设定器，来完成上述所有功能，例如显示运行中 的电压、电流、功率、阻抗、运行模式等；设定重要的参数，例如是否需要报警，对哪些参数允 许报警，是否需要电压、电流限制，限制值如何设定等。另外因为系统运行在高压、大电流的场合下，晶闸管触发瞬间又会产生极高的电 流变化率使电磁干扰非常明显，抗干扰能力也是本课题的一大难点，对于一个设定器，经典 的处理方式是采用CPU的数据总线扩展I/O 口来完成显示和键盘的参数设置，而这样的系 统因为采用的是并行通讯，数据线、控制线，很难做抗干扰处理，极易受干扰，而且连线复 杂，影响系统的可靠性。
发明内容
本发明的目的在于，通过提供一种基于串行同步通讯的晶闸管调整器调整方法和 参数设定单元，以解决目前存在的显示和参数调整的问题，使其参数调整方便、准确，参数 显示一目了然。本发明是采用以下技术手段实现的一种基于串行同步通讯的晶闸管调整器调整方法，包括以下步骤初始化步骤； 开机自检后读取主机状态显示工作模式，进入主界面显示工作模式切换状态步骤；操作步 骤；如果不需手动操作，则直接进入默认显示状态；如需要用户输入，则进入参数设置状 态；判断参数设置步骤；如设置则进入密码识别，经密码识别后输入参数；如果没有进行参 数设置，则判断是否进行手动输入；如需要则通过面板按键直接进行输入并进行数据发送， 显示返送内容；如不需要则选择显示其它参数。前述的显示工作模式切换为循环显示，包括主板的电压、电流、频率、功率、阻抗、 控制信号大小。一种基于串行同步通讯的晶闸管调整器的参数设定单元，包含有专用外壳和其上 安装有单片微型计算机的控制电路板，该控制电路板与显示板进行连接所述的控制电路 板和显示板均设有微处理芯片；控制电路板和显示板之间为串行高速数据接口进行连接。前述的控制电路板和显示板的终端安置了提高抗干扰能力的电流环匹配电阻网络。
前述的微处理芯片采用的是美国ATMEL公司的ATMEGA16。前述的一种基于串行同步通讯的晶闸管调整器参数设定单元，其特征在于所述 的显示板为双排设置。前述的显示面板上设置了参数设定和显示状态进行切换的数个按键。前述的接口通过10芯IDClO连接器进行连接。本发明与现有技术相比，具有以下明显的优势和有益效果本发明一种基于串行同步通讯的晶闸管调整器的参数设定单元，采用美国ATMEL 公司的工业级CPU是ATMEGA16作为主处理器，和同样带有串行同步通讯接口安置在主触发 板上的ATMEGAU8为微处理器，通过一根10芯的扁平电缆30进行连接，可以完成所有参数 的设定、显示，有效的解决了上述问题。这种通讯方式的连接简单可靠，速率高，波特率达 62.5Kbps-4Mbps。抗干扰能力大大增强，经现场验证，传输距离可达10m。另外依赖于其口 线的高性能驱动，在LED段码的驱动上没有扩展任何接口芯片而直接可靠驱动。设置的四个按键可以有效的为用户的参数设置的显示状态切换提供输入，四个按 键从左向右的功能依次为设定(或确认)、左移位、减少、增加，通过它们的组合可以达到 参数输入的目的，在正常运行期间作为显示模式切换，故障查询等。
图1是发明的一个实际应用示意例图；图2是本发明显示板的正面图；图3、4是本发明的电原理图；图5是本发明晶闸管调整方法的流程图。
具体实施例方式以下结合说明书附图，对本发明的具体实施方式
进行说明请参阅图1-1、图1-2所示，其中，图1-2为显示板的正面图。本发明基于串行同步通讯的晶闸管调整器参数显示设定单元100 ；13为微处理 器，它采用美国ATMEL公司的工业级ATMEGA16作为主处理器，和同样带有串行同步通讯接 口安置在主触发板200上的微处理器21为ATMEGA128，通过一根10芯的扁平电缆30进 行连接，可以完成所有参数的设定、显示，有效的解决了上述问题。这种通讯方式的连接 简单可靠，速率高，波特率达62. 5Kbps-4Mbps,为了可靠有效传输，本例采用了最低的速率 62. 5Kbps，本系统已经足够了。控制电路板200和显示板100的终端安置了提高抗干扰能力的电流环匹配电阻网 络16，有效延长传输距离，原理结合了微处理器13与21 口线驱动能力较强的特点，数据 传输无论是发送还是接收，传输的是高电平还是低电平，保证在传输线内均有一个固定的 电流环路，使抗干扰能力大大增强，经现场验证，传输距离可达10m。由于采用的是美国ATMEL公司的处理器ATMEGA，利用其FLASH存储器可以多次反 复编程的特点使程序的更新升级非常方便，内置的看门狗模块使系统出现程序异常时可以 自动复位，保证系统的可靠运行。另外依赖于其口线的高性能驱动，在LED段码的驱动上没 有扩展任何接口芯片而直接可靠驱动。
显示板为双排设置，利用两个4位的高亮度数码管11和12，组成双排显示器，在实 际参数设置中，上排显示参数名称，下排可以显示其对应的具体参数值；在正常运行时，将 实时显示当前的运行参数值，例如，上排显示晶闸管调整器的输出电压，下排显示用户的设置百分比。显示面板上设置了参数设定和显示状态进行切换的四个按键15，设置的四个按 键可以有效的为用户的参数设置的显示状态切换提供输入，四个按键从左向右的功能依次 为设定(或确认)、左移位、减少、增加，通过它们的组合可以达到参数输入的目的，在正常 运行期间作为显示模式切换，故障查询等。显示设定单元100，它与主板200的通讯在硬件上是通过两别分别安装的两个 IDClO连接器10和20来连接，传输线为普通的1. 27mm间距连接线。参见图1、图2所示，本发明的控制电路100组成为其中上下两排数码管11、12用 于显示当前参数值和设定参数值；4个发光管14显示了主机的运行、报警等主要运行状态； 面板上设置了 4个按键15，用于用户参数设定和显示状态等切换；10、20分别为设定器和主 板用的连接器IDClO ；13为设定器的微处理器ATMEGA ；21为主板的微处理器ATMEGA128。参见图3、4电原理图，介绍其工作原理来自可控硅调压主板的接口电路10，包含 了全部需要的电源和各种信号，其中包含SPI接口的主要信号MISO，MOSI，SCK,通过三根信 号线完成设置器与主板的高速数据交换；为了提高抗干扰能力，增设了图2-1中16阻抗 匹配网络，对于数据接收时，来自主板的高频信号MISO与电阻R15、R16构成电流环路，当 MIOS为高电平或者低电平均可以维持一定的环路电流，输入到CPU13管脚的电平将无信号 畸变，另外发送时SCK信号作为高频时钟信号，电阻R13、R14提供低阻抗输出特性，与主板 的匹配电阻同样构成环路，这样可以有效解决系统的长距离传输问题；扩展的双排LED显 示器11、12与微处理器13的连接是通过位驱动器采用ULN2003集成驱动器，包含8个位驱 动循环定时扫描，段码驱动采用ATMEGA16的8个IO 口输出段码；LED14为四个LED作为状 态和报警显示，键盘15为用户输入提供了 4个按键。请参阅图5所示，为一种基于串行同步通讯的晶闸管调整器调整方法的流程图， 可以对本参数设置器有更加详细的功能介绍该方法包括以下步骤开机自检后读取主机 状态显示工作模式(调压/调功)，显示工作频率(50/60HZ)，并确认主机的最大工作电流、 电压，然后进入主界面显示状态。当用户有操作请求时，判定任务，属于参数设置则调用参 数设置的过程，并最终将参数设置到主机的EEPROM中，如果为手动输入，调用其手动传输 程序，直接控制主板的工作信号大小，结果是通过面板按键直接操作了工作信号的大小；如 果是显示模式切换，则在几个显示模式下循环显示，例如主板的电压、电流、频率、功率、阻 抗、控制信号大小等，并有简单的字母提示，使用户一目了然。另外本CPU开启两个中断服 务来完成系统的时序调度和实时通讯，Ims定时中断服务完成LED闪显计数，位扫描，键盘 识别处理；SPI中断服务当数据发送/接收完毕会触发一个中断事件，包含了命令同步，命 令解析，缓冲区刷新，校验等。最后应说明的是以上实施例仅用以说明本发明而并非限制本发明所描述的技术 方案；因此，尽管本说明书参照上述的各个实施例对本发明已进行了详细的说明，但是，本 领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换；而一切不脱离发 明的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
权利要求
1. 一种串行同步通讯的晶间管调整器调整方法，其特征在于包括以下步骤1.1.初始化步骤开机自检后读取主机状态显示工作模式，进入主界面显示工作模式 切换状态；1.2、显示与操作步骤如当不需手动操作时，则直接进入默认显示状态；当需要用户 输入，则进入参数设置状态；1.3、判断参数设置步骤如进入参数密码识别，与密码一致则允许输入参数；如果没 有进行参数设置，则判断是否进行手动输入；如需要则通过面板按键直接进行输入并进行数据发送，显示返送内容；如不需要则选择显示其它参数。
2.根据权利要求1所述的串行同步通讯的晶闸管调整器调整方法，其特征在于其中 所述的显示工作模式切换为循环显示，包括主板的电压、电流、频率、功率、阻抗、控制信号 大小。
3.—种串行同步通讯的晶间管调整器的设定单元，包含有专用外壳和其上安装有单 片微型计算机的控制电路板，该控制电路板与显示板进行连接其特征在于所述的控制 电路板和显示板均设有微处理芯片；控制电路板和显示板之间为串行高速数据接口进行连接。
4.根据权利要求3所述的串行同步通讯的晶间管调整器设定单元，其特征在于所述 的控制电路板和显示板的终端安置了提高抗干扰能力的电流环匹配电阻网络。
5.根据权利要求3所述的串行同步通讯的晶间管调整器设定单元，其特征在于所述 的微处理芯片采用的是美国ATMEL公司的ATMEGA16。
6.根据权利要求3所述的串行同步通讯的晶间管调整器设定单元，其特征在于所述 的显示板为双排设置。
7.根据权利要求3所述的串行同步通讯的晶间管调整器设定单元，其特征在于所述 的显示面板上设置了参数设定和显示状态进行切换的数个按键。
8.根据权利要求3所述的串行同步通讯的晶间管调整器设定单元，其特征在于所述 的接口通过10芯IDClO连接器进行连接。
全文摘要
一种串行同步通讯的晶闸管调整器参数调整方法及设定单元，包括初始化步骤显示与操作步骤判断参数设置步骤如进入参数密码识别，与密码一致则允许输入参数；如果没有进行参数设置，则判断是否进行手动输入；如需要则通过面板按键直接进行输入并进行数据发送，显示返送内容；如不需要则选择显示其它参数。显示工作模式切换为循环显示，包括主板的电压、电流、频率、功率、阻抗、控制信号大小。显示板为双排设置。控制电路板和显示板均设有微处理芯片；控制电路板和显示板之间为串行高速数据接口进行连接。
文档编号G05B19/02GK102043383SQ20091023524
公开日2011年5月4日 申请日期2009年10月19日 优先权日2009年10月19日
发明者沈轶鹏 申请人:北京市朝阳自动化仪表厂