专利名称：热分配器电路模块的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及用在热分配器上的电路模块，属于热分配器电气元件领域。
背景技术：
热分配器是热力公司在热力管道中常用的一种装置，用来实现对热量的控制。为了保证热量分配数据的安全，已有的热分配器大都使用了专用的ESAM安全芯片对热分配器内的数据进行加密传输，并通过多种工业总线将表内的数据传输给外部机器。但已有的热分配器在电路设计上均未充分考虑到现场维护的需要，维修人员在热分配器现场时，如果需要对表内的数据进行读取或向分配器表具内输入新的管理代码指令等，也需要通过远程的上位机或管理系统才能操作，增加了维护和保养的复杂性。
实用新型内容针对现有技术中的缺 失，本实用新型公开了一种用在热分配器上的电路模块，与已有的热分配器电路模块相比，不仅保持了通过串口、MBUS总线等传统的数据传输方式，并且在电路模块上还安装了用于读取常见的存储设备，如U盘、SD卡、TF卡等，方便了工程人员在机器现场对热分配器进行维护。为实现上述目的，本实用新型是通过下述技术方案实现的:热分配器电路模块，包括主芯片电路，主芯片电路上连接有电源接口电路、继电器电路、RS-232接口转换电路、时钟芯片电路、存储器电路、EEPROM存储器电路、MAX485转串口电路、与MAX485转串口电路连接的通讯接口电路、指示灯电路、MBUS器件电路、按键电路、串口接口电路、EASM电路、ESAM时钟产生电路、引脚接口、在线编程接口电路，其中主芯片上还连接有USB电源控制电路、USB接口电路、TF卡接口电路、SD卡接口电路、SD卡电源控制电路。通过上述设计，在传统的数据传输基础上，本实用新型的电路模块增加了常见存储设备，包括USB设备、SD卡、TF卡，的读取和存储功能，有效改善了热分配器现场维护的方便性。其中，所述电源接口电路连接12V直流电源接入，12V直流电源连通整流桥，整流桥连接到稳压芯片将电压稳在5.0V，给外围设备工作电压为5V的器件提供稳定的工作电压，稳压芯片连接到稳压器得到3.3V电压为单片机主芯片提供安全工作电压。通过使用整流桥，让电源接口不用区分正负极，增加了使用的便捷性。为了保护设备器件不被烧坏，在电源接口电路上串接了多个保险丝，在电路出现异常电流和电压时保险丝熔断。其中，所述继电器电路为多个双刀双掷继电器(即RELAY DPDT)并联组成，优选是两路双刀双掷继电器，能够实现多种电气参数条件下的电路控制与保护。其中，RS-232接口转换电路能够提供近距离(通常是在15m内)上的表内数据传输，将热分配器内的数据通过RS-232接口转换电路转换成计算机所能接收的串口数据，优选的，所述RS-232接口转换电路为四路并联。其中，时钟芯片电路用于为主芯片电路提供准确地时钟信号，所述时钟芯片电路采用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，存储器电路、EEPROM存储器电路均用于存储数据代码，其中存储器电路采用24C256存储器，适用于存储较少容量的数据，数据容量不超过数据容量是32768 ;而EEPROM存储器电路采用较大容量的存储器，本实用新型所用的是串行接口的FLASH存储器AT4OTB161D，能够存储不超过16Mb的数据。其中，MAX485转串口电路将TTL转为485串口用于做485总线通信、通讯接口电路采用反向稳压管和可调电阻可以更好的匹配MAX485通讯总线，使通讯线路更加稳定，二者协同完成热分配器内数据通过MAX485通讯总线传输的功能。其中，所述指示灯电路设有多路并联的指示灯，通过调整多组指示灯的亮度、颜色等，可以显示多种信号。其中，MBUS器件电路能够将热分配器内数据经由MBUS总线实现长距离传输；串口接口电路则直接提供USART模块提供串口数据传输功能。其中，所述按键电路采用串联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电路设有三极管，用于控制对ESAM芯片的供电；而ESAM时钟产生电路专为ESAM电路的ESAM芯片产生时钟晶振信号。其中，引脚接口用于向 分配器内插入智能卡时完成数据读取。其中，在线编程接口电路用于连接上位机，用于实现上位机对主芯片电路内单片机的重新编程或代码修改。其中，USB电源控制电路用于控制外接USB设备的供电，USB接口电路用于接入USB设备，TF卡接口电路、SD卡接口电路分别用于接入TF卡、SD卡，SD卡电源控制电路用于控制TF卡、SD卡电源供应(TF、SD在电气层参数是一致的，可以共用)。进一步的，主芯片电路上还连接有USB转接电路，为USB-UART转接电路，用于将USB 口虚拟成COM 口以达到扩展的目的，在本实用新型中所用的USB转接电路是CP2102，与其它转接模块相比，CP2102集成度高，内置USB2.0全速功能控制器、USB收发器、晶体振荡器、EEPROM及异步串行数据总线(UART)，支持调制解调器全功能信号，无需任何外部的USB器件，降低了电路设计复杂性。进一步的，主芯片电路上还连接有无线通讯芯片电路，用于实现数据的无线收发。进一步的，主芯片电路上还连接有多个上拉电阻作为上拉电源用于控制功耗。
图1为本实用新型电路模块结构示意图；图2a_2w为本实用新型的电路模块所用电路元件电路图。
具体实施方式
参考图1，本实用新型的电路模块，包括主芯片电路，主芯片电路上连接有电源接口电路、继电器电路、RS-232接口转换电路、时钟芯片电路、存储器电路、EEPROM存储器电路、MAX485转串口电路、通讯接口电路、指示灯电路、MBUS器件电路、按键电路、串口接口电路、EASM电路、ESAM时钟产生电路、引脚接口、在线编程接口电路，其中主芯片上还连接有USB电源控制电路、USB接口电路、TF卡接口电路、SD卡接口电路、SD卡电源控制电路、无线通讯芯片电路、USB转接电路。 参考图2a (附图大小限制，左下角的电路连接方式为ACL连接ACL，CAN连接ACN)，电源接口电路使用12V直流电源接入，采用整流桥可以让电源接口不用区分正负极，增加保险丝，保护设备器件不被烧坏。再采用LT1117稳压芯片将电压稳在5.0V，给外围设备工作电压为5V的器件提供稳定的工作电压。再经过MD5333稳压器得到3.3V(走线布在板子上，二者的连接为LTl117稳压芯片的5V输出端与MD5333的5V输入端)，为单片机主芯片提供安全工作电压。参考图2b，继电器电路为两组并联的双刀双掷继电器(RELAY-DH)T)，为本领通用的双刀双掷继电器结构。为防止继电器断电时电压反向电动势击穿继电器的驱动三极管Q43、Q42，在继电器驱动电路中设置二极管保护电路D43、D42，以保护继电器驱动管。参考图2c，为USB电源控制电路，通过PNP三极管T80和NPN三极管Qll(8050)实现USB设备的信号放大与电路控制。参考图2d，为USB接口电路，为AB型5P miniusb插座，用于接入miniusb设备(采用其他类型的插座，如microusb、通用usb原理一样,此处仅为举例)。参考图2e，为RS-232接口转换电路，由四路并联的MAX3232电平转换芯片电路组成，实现TTL-RS232转换。参考图2f，为时钟芯片电路，采用PCF8563来做时钟应用，并给PCF8563提供备用电池BT1，此电路为主芯片电路产生时钟信号。参考图2g，为EEPROM存储器电路，采用AT45DB161D存储芯片实现，该芯片具有16M的大容量，并且低功耗，应用周期长，数据保存期限符合工业要求。参考图2h，为USB转接电路，采用CP2102实现，是一种单芯片的USB到串口的转换器，一端接USB设备，一端接串口，如RS232或其他任意UART接口。参考图2i，为存储器电路，采用24C256存储芯片。参考图2j，为MAX485转串口电路和与其连接的通讯接口电路，MAX485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；通讯接口电路采用反向稳压管D303、304、308和可调电阻R301可以更好的匹配MAX485通讯总线，使通讯线路更加稳定，其输出连接到RS485串口上。参考图2k，为指示灯电路，由多路LED并联组成，不同的LED组合或亮度变化用于代表热分配器不同状态。参考图21，为MBUS器件电路，用于将热分配器与MBUS工业标准总线连接，实现数据的对外传输。参考图2m，为按键电路，采用多路并联的串联RC电路(电容C13与电阻R36、电容C14与电阻R34、电容C15与电阻R35)可以防止按键抖动。参考图2n，为串口接口电路，提供USART3 (此处3仅代表序号，没有限制的含义)
串口接口。参考图20，为TF卡接口电路，用于插入TF卡，并对TF卡进行读写操作。参考图2p，为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来控制ESAM芯片U2电源的开关。参考图2q，为ESAM时钟产生电路，通过U33(任何时钟晶振芯片均可，此处仅为代号)为ESAM时钟ECLK提供稳定的工作频率。参考图2r，为SD卡接口电路，用于接入符合SD卡标准的SD卡、MMC卡，并对其进
行读写。参考图2s，为SD卡电源控制电路，通过场效应管SI2301实现对SD、TF的电源控制。参考图2t，为引脚接口，用来和插入到热分配器内的智能卡实现针脚连接(其中所用电阻均为10K)，以读写其数据。参考图2u，为在线编程接口电路，用于上位机对主芯片电路上的程序进行修改或重写。参考图2v，为无线通讯芯片电路，采用RF102模块，RF102无线双向传输模块整合了高性能无线收发电路的功能，以特小体积实现高速数据传输的功能。参考图2w，为主芯片电路，采用STM32F107VCT6，控制整个电路的工作，该处理器具有良好的 运算能力，能耗低，易于开发。
权利要求1.热分配器电路模块，其特征在于包括主芯片电路，主芯片电路上连接有电源接口电路、继电器电路、RS-232接口转换电路、时钟芯片电路、存储器电路、EEPROM存储器电路、MAX485转串口电路、与MAX485转串口电路连接的通讯接口电路、指示灯电路、MBUS器件电路、按键电路、串口接口电路、EASM电路、ESAM时钟产生电路、引脚接口、在线编程接口电路，其中主芯片上还连接有USB电源控制电路、USB接口电路、TF卡接口电路、SD卡接口电路、SD卡电源控制电路。
2.根据权利要求1所述的热分配器电路模块，其特征在于主芯片电路上还连接有USB转接电路。
3.根据权利要求1所述的热分配器电路模块，其特征在于主芯片电路上还连接有无线通讯心片电路。
4.根据权利要求1所述的热分配器电路模块，其特征在于主芯片电路上还连接有多个上拉电阻作为上拉电源用于控制功耗。
5.根据权利要求1所述的热分配器电路模块，其特征在于所述电源接口电路连接12V直流电源接入，连接到稳压芯片将电压稳在5.0V，给外围设备工作电压为5V的器件提供稳定的工作电压，稳压芯片连接到稳压器得到3.3V电压为单片机主芯片提供安全工作电压。
6.根据权利要求1所述的热分配器电路模块，其特征在于所述继电器电路为多个双刀双掷继电器并联组成。
7.根据权利要求1所述的热分配器电路模块，其特征在于所述RS-232接口转换电路为四路并联。
8.根据权利要求1所述的热分配器电路模块，其特征在于所述时钟芯片电路采用PCF8563，并连接有备用电池。
9.根据权利要求1所·述的热分配器电路模块，其特征在于所述指示灯电路设有多路并联的指示灯。
10.根据权利要求1所述的热分配器电路模块，其特征在于所述按键电路采用串联RC电路。
专利摘要本实用新型公开了一种热分配器电路模块，包括主芯片电路，主芯片电路上连接有电源接口电路、USB电源控制电路、USB接口电路、RS-232接口转换电路、时钟芯片电路、存储器电路、USB转接电路、EEPROM存储器电路、通讯接口电路、指示灯电路、MBUS器件电路、按键电路、串口接口电路、TF卡接口电路、RSS-422转串口电路、EASM电路、ESAM时钟产生电路、SD卡接口电路、SD卡电源控制电路、引脚接口、在线编程接口电路、无线通讯芯片电路。本实用新型的热分配器电路模块能够实现对USB设备、TF卡、SD卡的读取存储，提高了数据存储的方便性和安全性。
文档编号H03K19/0175GK203135844SQ20132000398
公开日2013年8月14日 申请日期2013年1月6日 优先权日2013年1月6日
发明者王文进, 常海利 申请人:北京京源水仪器仪表有限公司