一种恒温振荡培养箱控制器的制作方法

文档序号:6289210
专利名称:一种恒温振荡培养箱控制器的制作方法
技术领域
本实用新型涉及一种电子控制装置,尤 其涉及一种用于恒温振荡培养箱的数字化 智能控制器。
背景技术
随着人们在生物、食品、医药、环保、育种等领域的研究不断深入和发展,恒温振荡 培养箱作为这些领域必备的实验研究设备,其市场需求量也在快速增长。目前,国内市场 上的恒温振荡培养箱的控制方式有机械定时全硬件电路控制、8位微控制器(MCU)控制两 种,机械定时全硬件电路控制的控制器精度低、功能单一,8位MCU的控制器虽然精度有了 较大提高,功能也有所增加,然而,这种控制方式下,通常设置有人机操作和显示界面,为了 方便操作和观察,这一部分需要安放在恒温振荡培养箱的上部,而温度、湿度、电机转速等 测控部分,则安放在恒温振荡培养箱的底部,连接这两部分的电缆长度需要2 4米,对大 于2米的并行信号传输因易受外界电磁干扰而可靠性较差,会严重影响系统的稳定性,因 而不能实现一些高精度、高性能的控制要求;同时存在着数据处理能力弱,没有联网功能等 不足。
发明内容本实用新型目的是提供一种性能稳定,高精度、多功能、易操作、数据处理能力强、 具有联网功能的数字化智能恒温振荡培养箱控制器。为达到上述目的,本实用新型采用的技术方案是一种恒温振荡培养箱控制器,包 括微控制器、人机交互部件、传感器和输出控制部件,设有两个微控制器,其中,第一微控制 器连接人机交互部件,第二微控制器连接传感器和输出控制部件,第一微控制器和第二微 控制器间经RS485总线连接。上文中,采用两个微控制器(MCU),构成双MCU结构;一个MCU负责人机交互工作, 包括键盘操作、参数设置、工作状态和数值显示;另一个MCU负责参数测量、设备控制、数据 处理、联网通信等工作。将每个MCU的串行口扩展为RS485接口,通过RS485总线进行数据 传输;RS485总线上的数据传输采用MODBUS工业现场总线协议进行通信;针对两个MCU编 制相应的软件,完成各自所负责的工作,构成一个完整的数字化智能控制器。上述技术方案中,所述人机交互部件包括音响提示电路、LED指示灯、IXD显示器 和键盘。上述技术方案中,与第一微控制器连接设有存储器部件,所述存储器部件为非易 失性存储器;用于保存控制器的工作参数。与所述第二微控制器连接设有接口部件。接口部件是各种输入输出接口,如打印 机接口、USB接口、以太网接口等,由此实现控制器的功能扩展。本实用新型的总体结构图如图1所示。图中,第一微控制器负责人机交互工作,一般采用低价格、通用 的8位MCU即可胜任;人机交互部件可以是音响提示电路、不同颜色的LED指示灯、LCD显示器、键盘等;存 储部件一般采用小容量的非易失性存储器,用来保存控制器的工作参数。第二微控制器负 责测量、控制、数据处理、联网等工作,它需要用高性能32位MCU,实现高精度、高性能的测 控以及联网功能;输入部件是测量温度、湿度、电机转速等参数的传感器以及相应的测量电 路;输出控制部件是用来驱动和控制加热、制冷、加湿、电机等设备的控制电路;接口部件 是各种输入输出接口,如打印机接口、USB接口、以太网接口等。两个MCU通过扩展 的RS485接口用RS485总线连接起来,采用MODBUS工业现场总 线协议进行通信。由于上述技术方案运用,本实用新型与现有技术相比具有的优点是1、由于本实用新型设置了两个微控制器,并通过RS485接口连接通信,在人机操 作和显示界面与测控部分分别安放在恒温振荡培养箱的上部和底部,连接距离较长的情况 下,能够避免受外界电磁干扰的影响,保证传输的可靠性和系统的稳定性;2、由于两个微控制器分别负责人机交互和测控,负责测控的微控制器可以采用如 32位的微处理器,提高控制精度和数据处理能力。

图1为本实用新型的结构示意图。图2为实施例的示意图。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述实施例参见附图2所示,图中,第一微控制器,采用低价格、通用的8位MCU AT89C55,它内含20KB的Flash存储器。人机交互部件有蜂鸣器,用作音响提示和报警; LED指示灯,有红、绿、黄三色,红色表示加热、绿色表示制冷、黄色表示告警;LCD显示屏,采 用128X64点阵液晶显示屏,可显示字符、汉字和图形;键盘,设有菜单、增加、减小、确认、 启/停、电源6个按键。存储器部件,采用I2C总线串行EEPROM存储器AT24C16,容量为2048 字节。第二微控制器,采用高性能32位MCULPC2368,它内含有512KB的Flash存储器、10 位高精度A/D和D/A转换器、拥有丰富的外设接口、处理能力强。输入部件有3路温度传 感器及测量电路;湿度传感器及测量电路;电机转速测量电路。输出控制部件有加热控制 电路;制冷控制电路;加湿控制电路;电机转速控制电路;风扇和照明控制电路。接口部件 是微控制器2自带的输入输出接口,有打印机接口、USB接口、以太网接口。RS485接口采用 SN75176信号转换芯片。两个MCU通过扩展的RS485接口用RS485总线连接起来,采用MODBUS工业现场总 线协议进行通信。两个MCU中分别配有相应的软件。本实施例的数字化智能控制器应用于恒温振荡培养箱中,它有一个人机操作和显 示界面,为了方便操作和观察,这一部分安放在恒温振荡培养箱的上部,而温度、湿度、电机 转速等测控部分,安放在恒温振荡培养箱的底部,连接这两部分的电缆长度需要2 4米, 对大于2米的并行信号传输因易受外界电磁干扰而可靠性较差,会严重影响系统的稳定 性,如果采用一个MCU集中控制,将不可避免地存在上述问题。本实用新型采用双MCU结构和RS485串行总线通信,可以解决上述问题。 双MCU结构的技术难点是两个MCU之间数据通信的可靠性和数据内容的快速准确 解析。本实用新型采用MODBUS协议,解决了上述技术难点。MODBUS协议是一个用于工业现 场的总线协议,具有开放、简单、实时性好的特性,用户可以免费使用,而且MODBUS帧格式 简单、紧凑,使用容易,开发便利,用它可以实现数据内容快速准确的解析。另外,在本实施例中,根据控制器的实际需求,对MODBUS协议的功能码进行了裁 减,用简化的功能代码集实现了两个MCU间的数据通信,降低了通信处理程序的复杂性,减 少了编程的工作量,提高了系统的实时性。与通常将MODBUS协议用于不同工业控制器之间构成分布式控制系统的应用不 同,本实用新型将MODBUS协议用于一个控制器内部,实现了两个MCU的快速、可靠通信,也 为MODBUS协议开拓了一个新的应用领域。以上所述,仅为本实用新型的一个具体实施方式
,但本实用新型的保护范围并不 局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本实用新型 的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都 应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
权利要求一种恒温振荡培养箱控制器,包括微控制器、人机交互部件、传感器和输出控制部件,其特征在于设有两个微控制器,其中,第一微控制器连接人机交互部件,第二微控制器连接传感器和输出控制部件,第一微控制器和第二微控制器间经RS485总线连接。
2.根据权利要求1所述的恒温振荡培养箱控制器,其特征在于所述人机交互部件包 括音响提示电路、LED指示灯、LCD显示器和键盘。
3.根据权利要求1所述的恒温振荡培养箱控制器,其特征在于与第一微控制器连接 设有存储器部件,所述存储器部件为非易失性存储器。
4.根据权利要求1所述的恒温振荡培养箱控制器,其特征在于与所述第二微控制器 连接设有接口部件。
专利摘要本实用新型公开了一种恒温振荡培养箱控制器,包括微控制器、人机交互部件、传感器和输出控制部件,其特征在于设有两个微控制器,其中,第一微控制器连接人机交互部件,第二微控制器连接传感器和输出控制部件,第一微控制器和第二微控制器间经RS485总线连接。本实用新型能够避免受外界电磁干扰的影响,保证传输的可靠性和系统的稳定性,并提高了控制精度和数据处理能力。
文档编号G05D27/02GK201569884SQ200920285480
公开日2010年9月1日 申请日期2009年12月31日 优先权日2009年12月31日
发明者陆晓峰, 陈小平 申请人:苏州大学
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