一种程序控制器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种程序控制器，包括底盒和与底盒扣合的上盖，所述底盒内设有主板，所述底盒面板上镶嵌有与主板电连接的显示屏，所述显示屏包括LCD模块和与LCD模块电连接的直插连接器，微处理器将工作过程中的信息传送到LCD模块上，供用户查看，所述直插连接器与微处理器电连接，所述主板上设有微处理器、电源接口、USB接口、储存单元、输入端口、输入控制按键、输出端口、输出控制按键、面板按键和蜂鸣器，微处理器通过现场记录，将输入操作信转化为相应的程序，并保存，输出端口再将程序输出，以控制与该输出端口连接的电气元件。具有操作直观、编程简易、成本低和性能可靠的特点，可以满足非专业人员在自动控制领域的需求。
【专利说明】一种程序控制器
【【技术领域】】
[0001]本实用新型涉及工业控制领域的自动控制装置，尤其是一种程序控制器。
【【背景技术】】
[0002]可编程序控制器在工业自动化生产中占了非常重要的地位，它具有使用灵活、功能完善、可靠性高等优点。但是在使用可编程序控制器过程中，编写程序时，则需要在计算机上安装专业的编程软件，同时需要具备专业知识的人员进行操作；另外，当采用可编程序控制器，其在线调试的过程比较复杂。所以可编程序控制器在非专业人员群体中很难普及使用。
[0003]然而，在实际工业、农业、商业和日常生活当中，往往需要用到一种可以按简单逻辑或时间顺序以实现一定功能的控制器，这种控制器不需要具有强大的数据和逻辑处理能力，但是必须具备操作直观、编程简易、成本低、性能可靠等特点。
[0004]本实用新型即针对现有技术的不足而研究提出。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型要解决的技术问题是提供一种程序控制器，微处理器通过现场记录输入操作信息，将所输入的操作信息转化为相应的程序，并保存，输出端口再将程序输出，以控制相应的电气元件。本实用新型具有操作直观、编程简易、成本低和性能可靠的特点，可以满足非专业人员在自动控制领域的需求。
[0006]为解决上述技术问题，本实用新型一种程序控制器，采用如下技术方案:
[0007]本实用新型一种程序控制器，包括底盒和与底盒扣合的上盖，所述底盒内设有主板，所述底盒面板上镶嵌有与主板电连接的显示屏，所述主板上设有:
[0008]一微处理器，预先写入软件，用于计算处理输入、输出、人机交互和编写程序的执行方案；
[0009]一电源接口，由电源接线端子和稳压电路构成，电源接线端子用于与外界电源相接，稳压电路将输入的电源电压进行转换，以进行供电；
[0010]一 USB接口，与微处理器电连接，由USB D型连接器与USB-UART电路转换构成；
[0011]一储存单元，与微处理器电连接，储存芯片为AT24C02，用于将数据永久保存；
[0012]若干输入端口，与微处理器电连接，位于底盒的一侧，每个输入端口包括设有接线端子、保护二极管、TPL521光电耦合器和上拉电阻，用于将信号传递到微处理器中进行统一运算处理，每个输入端口均并联有输入控制按键，所述每个输入端口还串联有输入指示灯，每个输入指示灯由LED灯和限流电阻构成；
[0013]若干输出端口，与微处理器电连接，位于底盒的另一侧，与所述输入端口相对，用于输出经微处理器处理得到的控制信号，以控制连接到输出端口上的电气元件，每个输出端口包括设有接线端子、达林顿晶体管、TPL521光电耦合器、限流电阻和上拉电阻，所述每个输出端口均并联有输出控制按键，每个输出控制按键包括设有轻触按键、并行输入串行输出移位寄存器和上拉电阻，所述每个输出端口均串联有输出指示灯，所述输出指示灯包括设有LED灯、限流电阻；
[0014]若干面板按键，与微处理器电连接，用于用户将信息传递到微处理器中，供微处理器运算处理。
[0015]所述主板上还设有与微处理器电连接的蜂鸣器，所述蜂鸣器包括设有有源蜂鸣器、三极管和二极管。
[0016]所述微处理器的控制运算中心采用STM32系列的单片机。
[0017]所述电源接口上的稳压电路将输入的电源电压转换成5V和3.3V，分别供给显示屏和微处理器。
[0018]所述面板按键包括确定按键、开始按键、停止按键、上一步按键、下一步按键、编程按键、复位按键和用于控制输入光标上、下、左、右的四个方向键。
[0019]所述底盒面板上设有用于镶嵌显示屏的显示屏安装窗口，所述底盒两侧设有分别用于输入端口和输出端口伸出的端子窗口，所述底盒面板上设有若干连接通孔。
[0020]所述显示屏包括LCD模块和与LCD模块电连接的直插连接器，所述直插连接器与微处理器电连接。
[0021]所述输入指不灯与输入控制按键对应，上下排列设置，所述输出指不灯与输出控制按键一一对应，上下排列设置。
[0022]与现有技术相比，本实用新型一种程序控制器，具有如下优点:
[0023]1、操作直观，普通人员即可编程操作；
[0024]2、微处理器将记录的操作转化为执行程序；
[0025]3、成本低和性能可靠，可以满足非专业人员在自动控制领域
[0026]的需求。
【【专利附图】
【附图说明】】
[0027]下面结合附图对本实用新型的【具体实施方式】作进一步详细说明，其中:
[0028]图1为本实用新型的控制原理图。
[0029]图2为本实用新型的结构示意图之一。
[0030]图3为本实用新型的结构示意图之二。
[0031]图4为本实用新型的爆炸视图。
[0032]上述图中:1_底盒，2-上盖，3-主板，4-显示屏，5-电源接口，6-USB接口，7_输入端口，8-输入控制按键，9-输入指示灯，10-输出端口，11-输出控制按键，12-输出指示灯，13-面板按键，14-显示屏安装窗口，15-端子窗口，16-连接通孔。
【【具体实施方式】】
[0033]下面结合附图对本实用新型的实施方式作详细说明。
[0034]本实用新型一种程序控制器，包括底盒和与底盒扣合的上盖，所述底盒内设有主板，所述底盒面板上镶嵌有与主板电连接的显示屏，所述显示屏包括IXD模块和与IXD模块电连接的直插连接器，微处理器将工作过程中的信息传送到LCD模块上，供用户查看，所述直插连接器与微处理器电连接，所述主板上设有微处理器、电源接口、USB接口、储存单元、输入端口、输入控制按键、输出端口、输出控制按键、面板按键和蜂鸣器。
[0035]微处理器采用STM32系列的单片机作为控制运算中心，内设有复位电路，可以为微处理器提供上电复位及手动复位信号，晶体震荡器为微处理器提供振荡源，在微处理器上预先写入软件，用于计算处理输入、输出、人机交互和编写程序的执行方案，在接收到用户的不同指令后，会执行相应的动作，并且通过显示屏与用户进行交互。当微处理器接收到用户的录制程序指令后，自动切换到录制状态，并且在显示屏上显示进行下一步操作的提示信息，每当用户按一次输入或输出按键，或者是已经连接到电气元件上面的相应处理器收到的开关信号，微处理器就会自动将信号转化为程序，并且保存在存储单元中。
[0036]电源接口，由电源接线端子和稳压电路构成，电源接线端子用于与外界电源相接，稳压电路将输入的电源电压进行转换，以向微处理器供电，所述电源接口上的稳压电路将输入的电压转换成5V和3.3V，并分别供给显示屏和微处理器。
[0037]USB接口与微处理器电连接，由USB D型连接器与USB-UART电路转换构成，外界USB协议的数据信息经过转换电路后，传送到微处理器上，同样地，微处理器也可将信息经过USB-UART电路转换后，传送到外界，以方便本实用新型与个人计算机等其它机器相连接，实现更多功能。
[0038]储存单元与微处理器电连接，储存芯片为AT24C02，用于将数据永久保存；
[0039]输入端口与微处理器电连接，位于底盒的一侧，每个输入端口包括设有接线端子、保护二极管、TPL521光电耦合器和上拉电阻，用于将信号传递到微处理器中进行统一运算处理，每个输入端口均并联有输入控制按键，输入控制按键采用6 X 6mm的轻触按键,在外界按键不存在时，输入控制按键可充当外界按键的作用。每个输入端口还串联有输入指示灯，输入指示灯与输入控制按键为一一对应，上下排列设置，用户在输入操作时，可以方便、直观地选择相应的输入控制按键，避免选择错误；每个输入指示灯由LED灯和限流电阻构成，指示各个输入端口的状态，方便用户查看和调试；在微处理器通电情况下，每当一个输入控制按键被按下，相对应的输入指示灯就会亮起，相对应的输入端口就会产生一个真实的输入信号，该输入信号将传送到微处理器中进行处理。外界各种开关产生的信号接入输入端口后，电流通过光电耦合器后转换为微处理器可以接纳的信号，然后传递到微处理器中进行统一运算处理。
[0040]输出端口与微处理器电连接，位于底盒的另一侧，与所述输入端口相对，用于输出经微处理器处理得到的控制信号，以控制连接到输出端口上的电气元件，每个输出端口包括设有接线端子、达林顿晶体管、TPL521光电耦合器、限流电阻和上拉电阻，所述每个输出端口均并联有输出控制按键，每个输出控制按键包括设有轻触按键、并行输入串行输出移位寄存器和上拉电阻，输出控制按键采用的是6 X 6mm的轻触按键，所述每个输出端口均串联有输出指示灯，在外界电气元件不存在时，输出指示灯可以充当外界电气元件的作用，方便用户查看和调试。输出指示灯与输出控制按键为一一对应，上下排列设置，用户在录制程序的输出操作时，可以方便、直观地选择相应的输出控制按键，避免选择错误；所述输出指示灯包括设有LED灯、限流电阻；并行输入串行输出移位寄存器采用的规格为74HC165。在微处理器通电情况下，每当一个输出控制按键被按下，相对应的输出指示灯就会亮起，相对应的输出端口就会产生一个真实的输出信号，该输出信号用于控制连接该输出端口的电气元件以执行相应的动作，同时传送到微处理器中进行处理，微处理器将处理得到的控制信号经过光电耦合器转换为高电平信号后，传输到达林顿晶体管进行电流放大，放大后的信号再传送到输出端口上，直接驱动与该输出端口连接的外界电气元件，达到控制外界电气元件动作的作用。用户在输出控制按键输入的信号会经过并行输入串行输出移位寄存器转换为串行信号，串行信号直接传输到微处理器中，微处理再将该信号处理后，控制输出端口的输出状态。
[0041]面板按键与微处理器电连接，用于用户将信息传递到微处理器中，供微处理器运算处理，所述面板按键包括确定按键、开始按键、停止按键、上一步按键、下一步按键、编程按键、复位按键和用于控制输入光标上、下、左、右的四个方向键。用户通过作用面板按键，将信息传递到微处理器中，供微处理器运算处理。
[0042]所述底盒面板上设有用于镶嵌显示屏的显示屏安装窗口，所述底盒两侧设有分别用于输入端口和输出端口伸出的端子窗口，所述底盒面板上设有若干连接通孔，以用于安装各种按键和输入指示灯和输出指示灯。所述蜂鸣器包括设有有源蜂鸣器、三极管和二极管，微处理器发出的提示或警告信号传递到三级管中放大后，驱动有源蜂鸣器发出声音，提示或警告用户。
[0043]本实用新型工作原理:
[0044]用户将合适的电源接到电源接口，将外部的所需要各类按键、传感器等接到输入端口，将需要被控制的电气元件接到输出端口，启动则可以开始运行已经被录制的程序，并在显示屏上显示出当前的运行状态。
[0045]当用户按下编程按键后，即停止当前运行的程序，转入编程状态，此时显示屏将提示用户输入进行下一步的动作，用户只需要触发接入到输入端口的开关或传感器，或者直接按下输入控制按键，微处理器记下该操作信息，并提示用户输入该信息将要“何时”、“如何”控制“哪一个”输出端口，当提示到“哪一个”输出端口时，用户只需要按下相应的输出控制按键，此时微处理器和相应的输出端口都收到了信息，并直接驱动连接到该输出端口的电气元件。最后，继续提示:该输出完成之后是否直接触发下一个输出。
[0046]以上整个过程，对用户来说是一个在现场直接用手动方式操控被控制的电气元件的过程。但是整个过程已经被本实用新型转化为程序，并保存下来；当所有动作被操作完成之后，用户按下开始按键，微处理器将调用先前被记录下来的程序，并自动运行，不需要用户再干预，由此，实现了现场记录程序的功能。
[0047]本实用新型中，微处理器将每一次输出作视作为一个动作，每个动作在内部都是以极快的速度依次处理，互不干扰，即每次输出都相对独立；每个输出的动作由一个数组构成，这个数组包含了该动作的5个基本参数步骤，具体为:触发来源、触发时间、触发方式、触发目的和后续动作，用户录制程序实质上是不断重复以上5个参数步骤的过程。当用户将前一动作触发动作后，设置为下一个动作的触发来源时，两个动作便有了先后的顺序，当更多的动作被如此设置后，宏观上就表现为整个连贯的动作在执行。
【权利要求】
1.一种程序控制器，其特征在于包括底盒和与底盒扣合的上盖，所述底盒内设有主板，所述底盒面板上镶嵌有与主板电连接的显示屏，所述主板上设有: 一微处理器，预先写入软件，用于计算处理输入、输出、人机交互和编写程序的执行方案； 一电源接口，由电源接线端子和稳压电路构成，电源接线端子用于与外界电源相接，稳压电路将输入的电源电压进行转换，以向进行供电； 一 USB接口，与微处理器电连接，由USB D型连接器与USB-UART电路转换构成； 一储存单元，与微处理器电连接，储存芯片为AT24C02，用于将数据永久保存； 若干输入端口，与微处理器电连接，位于底盒的一侧，每个输入端口包括设有接线端子、保护二极管、TPL521光电耦合器和上拉电阻，用于将信号传递到微处理器中进行统一运算处理，每个输入端口均并联有输入控制按键，所述每个输入端口还串联有输入指示灯，每个输入指示灯由LED灯和限流电阻构成； 若干输出端口，与微处理器电连接，位于底盒的另一侧，与所述输入端口相对，用于输出经微处理器处理得到的控制信号，以控制连接到输出端口上的电气元件，每个输出端口包括设有接线端子、达林顿晶体管、TPL521光电耦合器、限流电阻和上拉电阻，所述每个输出端口均并联有输出控制按键，每个输出控制按键包括设有轻触按键、并行输入串行输出移位寄存器和上拉电阻，所述每个输出端口均串联有输出指示灯，所述输出指示灯包括设有LED灯、限流电阻； 若干面板按键，与微处理器电连接，用于用户将信息传递到微处理器中，供微处理器运算处理。
2.按权利要求1所述一种程序控制器，其特征在于所述主板上还设有与微处理器电连接的蜂鸣器，所述蜂鸣器包括设有有源蜂鸣器、三极管和二极管。
3.按权利要求1所述一种程序控制器，其特征在于所述微处理器的控制运算中心采用STM32系列的单片机。
4.按权利要求1所述一种程序控制器，其特征在于所述电源接口上的稳压电路将输入的电源电压转换成5V和3.3V，分别供给显示屏和微处理器。
5.按权利要求1所述一种程序控制器，其特征在于所述面板按键包括确定按键、开始按键、停止按键、上一步按键、下一步按键、编程按键、复位按键和用于控制输入光标上、下、左、右的四个方向键。
6.按权利要求1所述一种程序控制器，其特征在于所述底盒面板上设有用于镶嵌显示屏的显示屏安装窗口，所述底盒两侧设有分别用于输入端口和输出端口伸出的端子窗口，所述底盒面板上设有若干连接通孔。
7.按权利要求1所述一种程序控制器，其特征在于所述显示屏包括IXD模块和与IXD模块电连接的直插连接器，所述直插连接器与微处理器电连接。
8.按权利要求1所述一种程序控制器，其特征在于所述输入指示灯与输入控制按键 对应,上下排列设置，所述输出指不灯与输出控制按键 对应，上下排列设置。
【文档编号】G05B19/04GK204116849SQ201420599739
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年10月16日 优先权日:2014年10月16日
【发明者】赖铭奇, 曾轩敏 申请人:赖铭奇, 曾轩敏