专利名称：具有esam的温控器电路模块的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电路模块，尤其涉及用在温控器上的电路模块，属于电气元件领域。
背景技术：
温控器作为温度控制装置，广泛应用于生产和日常生活中。工作时，温控器接收温度传感器传送的现场温度信号，根据内部设置计算调节量，发送调节指令到现场设备，指令现场设备调节温度。已有的温控器通常都是通过串口将数据传输给控制机房，随着建筑密度的增大，在楼宇内部布设走线的难度越来越高，导致了温控器安装的困难。同时，对于现场应用而言，使用串口数据线会使得线路繁杂，影响工作效率。市场上已有的温控器，通常采用德州仪器出品的MSP430系列单片机，这种单片虽然具有较好的运算效能，但是产品单价较高，不易于在商品上大规模应用；并且MSP 430系列单片机针脚复杂，接线繁杂，对生产人员具有较高的要求，在使用中由于针脚接错导致产品故障的问题多有出现。已有的温控器，使用明码的方式传输表内数据，容易受到破坏或者被修改，导致表内数据不准确。
实用新型内容针对现有技术的缺陷，本实用新型公开了一种温控器上的电路模块，通过增加ESAM芯片使得温控器内的数据进行加密传输，防止受到破坏；通过增加无线通讯电路，使得数据可以通过无线方式传输，增加了使用上的便捷性；通过使用PIC16系列单片机作为主芯片电路，该系列单片机是一种在本领域应用多年、性能可靠、针脚接线较少，不易出现故障。为实现上述目的，本实用新型是通过下述技术方案实现的:具有ESAM的温控器电路模块，包括主芯片电路，该主芯片电路为PIC16单片机，主芯片电路上连接有电源接口电路、按键电路、时钟电路、液晶显示电路、通讯接口电路、测温芯片电路、在线编程接口电路、无线通讯芯片电路，其中主芯片电路上还连接有ESAM电路和ESAM时钟产生电路。通过使用ESAM电路，ESAM电路上的ESAM芯片能够对单片机上的数据进行加密和解密，使得温控器内的数据不会被非法篡改。ESAM芯片是Embedded SecureAccess Module,即嵌入式安全控制模块，可以对外部输入或输出的数据进行双向身份认证以确保数据或指令是合法未经篡改的。本实用新型并不限制具体的ESAM芯片类型，本领域已有的此类产品，例如凌科芯安科技的LKT2100ESAM嵌入式安全控制模块等，均可用于本实用新型；ESAM时钟产生电路用于为ESAM电路的ESAM芯片产生时钟信号，可采用本领域任何已知的时钟晶振芯片。其中，电源接口电路实现对整个电路模块的供电，按键电路用于相应操作人员的按键动作，时钟电路用于为主芯片电路产生准确的时钟信号，液晶显示电路用于显示温控器内的温度、运行状态等信息，在线编程接口电路用于上位机对主芯片电路上运行的代码进行修改、重写或删除，通讯接口电路为MAX485通讯接口电路采用MAX485芯片提供传统的RS485串口总线的数据传输方式，测温芯片电路用于测量温度，无线通讯芯片电路用于将表内的数据以无线方式发送出去或接收外部传送的指令。其中，所述电源接口电路上连接有二极管做电压隔离和稳压芯片将电压稳定至3V。通过采用二极管做隔离，防止电源反接，保护电路不受外部攻击；通过采用稳压芯片将电压稳在3.0V，给主芯片电路提供稳定的工作电压。其中，所述按键电路采用多组并联的串联RC电路，通过对地接一个电容，使电路中的交流成份由电容入地，工作更稳定；通过接入电阻，起到阻尼作用，避免引起振荡，可以有效防止按键抖动。其中，所述ESAM电路上连接有三极管控制ESAM芯片的电源开关。其中，所述时钟电路采用PCF8563，并连接有备用电池，在断电时依旧可以保持提供准确的时钟信号。其中，所述测温芯片电路与主芯片电路连接的数据通讯线上设有上拉电阻使得测温芯片保持常态。优选的，所述主芯片电路为单片机PIC16F1946，该单片机是PIC16系列中在工业控制中应用最广泛、性能最成熟的产品，在诸多工业领域广为应用。进一步的，主芯片电路上还连接有指示灯电路用于指示温控器工作状态，与液晶显示电路相比，虽然指示灯电路能够提供的信息较少，但是指示灯电路反应更快，通过调整指示灯的照明颜色，例如红色、黄色等，更容易使操作人员及时注意到电路内的故障状态。通过上述技术改进，本实用新型的电路模块用在温控器上接线简单、性能稳定、可靠性好,并且能够实现表内数据的加密传输使得温控器的数据安全有保证，同时表内数据能够通过无线方式将数据发送和接收，改善了温控器在使用上的便捷性。
图1为本实用新型电路模块的电路结构示意图；图2a_21为本实用新型电路模块所用电路元件的电路图。
具体实施方式
参考图1，本实用新型的电路模块，使用PIC16F1946单片机作为主芯片电路，在该单片机上连接有电源接口电路、按键电路、时钟电路、液晶显示电路、通讯接口电路、测温芯片电路、在线编程接口电路、无线通讯芯片电路、ESAM电路、ESAM时钟产生电路、指示灯电路。参考图2a，电源接口采用二极管Dl:1N4007做隔离，防止电源反接，保护电路不受外部攻击。采用稳压芯片U4:MD5330将电压稳在3.0V，给单片机提供稳定的工作电压；并且采用两个电阻值为IM的电阻(R0、RMM03)分压后再检测电源电压。参考图2b，按键电路，具有五组按键S2\S3\S4\S5\S6，采用五组串联RC电路(C14与R26、C15与R25、C16与R22、C17与R23、C18与R24)可以防止按键抖动。[0023]参考图2c，ESAM电路可以为ESAM芯片U2提供两种不同电压值的电源，并可以用三极管QlO:8050来控制电源的开关。参考图2d，ESAM时钟产生电路为ESAM时钟ECLK提供稳定的工作频率，可采用任意本领域已有时钟晶振实现。参考图2e，时钟电路采用PCF8563芯片来做时钟应用，并给PCF8563提供备用电池BTl。参考图2f，液晶显示电路为IXD，由单片机直接链接，程序直接控制。参考图2g，通讯接口电路采用MAX485芯片将单片机TTL转为485串口，做485总线通信。参考图2h，测温芯片电路采用DS18B20测温芯片，在其数据通讯线CW上接上拉电阻R4保持常态。由于DS18B20是单总线温度传感器，数据线是漏极开路，如果DS18B20没接电源，则需要数据线强上拉，给DS18B20供电；如果DS18B20接有电源，则需要一个上拉即可稳定的工作。这个电阻通常比较大，温度传感器开路或没接时，能起到上拉作用，使之为高电平，使后续电路保护。参考图2i，在线编程接口电路与上位机连接，通常是走JTA6 口对单片机进行编程。参考图2j，无线通讯芯片电路采用CCllOl模块实现，CCllOl是一款高性能射频收发器，满足极低功耗RF应用，可提供对数据包处理、数据缓冲、突发传输、接收信号强度指示(RSSI)、空闲信道评估(CCA)、链路质量指示以及无线唤醒(WOR)的广泛硬件支持。参考图2k，指示灯电路采用LED DlOO显示温控器内的工作状态、故障状态等，并通过三极管Q12控制该电路通断。参考图21，单片机PIC16F1946，PIC16F1946具有IXD驱动器，可以直接控制液晶的显示内容；具有14KB FLASH存储器和512B RAM，并具有丰富的接口类型EUSART，I2C，SPI和54个可编程输入/输出端，具有丰富的功能。
权利要求1.具有ESAM的温控器电路模块，其特征在于包括主芯片电路，该主芯片电路为PIC16单片机，主芯片电路上连接有电源接口电路、按键电路、时钟电路、液晶显示电路、通讯接口电路、测温芯片电路、在线编程接口电路、无线通讯芯片电路，其中主芯片电路上还连接有ESAM电路和ESAM时钟产生电路。
2.根据权利要求1所述的温控器电路模块，其特征在于所述电源接口电路上连接有二极管做电压隔离和稳压芯片将电压稳定至3V。
3.根据权利要求1所述的温控器电路模块，其特征在于所述按键电路采用多组并联的串联RC电路。
4.根据权利要求1所述的温控器电路模块，其特征在于所述ESAM电路上连接有三极管控制ESAM芯片的电源开关。
5.根据权利要求1所述的温控器电路模块，其特征在于所述时钟电路采用PCF8563，并连接有备用电池。
6.根据权利要求1所述的温控器电路模块，其特征在于所述测温芯片电路与主芯片电路连接的数据通讯线上设有上拉电阻。
7.根据权利要求1所述的温控器电路模块，其特征在于所述主芯片电路为单片机PIC16F1946。
8.根据权利要求1所述的温控器电路模块，其特征在于主芯片电路上还连接有指示灯电路用于指示温控器工作状态。
专利摘要本实用新型公开了一种具有ESAM的温控器电路模块，包括主芯片电路，该主芯片电路为PIC16单片机，主芯片电路上连接有电源接口电路、按键电路、时钟电路、液晶显示电路、通讯接口电路、测温芯片电路、在线编程接口电路、无线通讯芯片电路，其中主芯片电路上还连接有ESAM电路和ESAM时钟产生电路。本实用新型的温控电路模块实现了温控数据信息的安全读取和传输。
文档编号G05D23/19GK203012542SQ20132000781
公开日2013年6月19日 申请日期2013年1月8日 优先权日2013年1月8日
发明者王文进, 常海利 申请人:天津卓和信仪器仪表有限公司