光纤光栅宽带光源偏振调制的竖井火灾报警用液晶控制器的制作方法

1.本发明涉及光电技术领域，具体地说，涉及一种光纤光栅宽带光源偏振调制的竖井火灾报警用液晶控制器。


背景技术：

2.液晶分子具有各向异性，有许多不同类型的液晶相，可以通过其不同的光学性质来区分。当使用偏振光光源，在显微镜下观察时，不同的液晶相将出现具有不同的纹理，在纹理对比区域不同的纹理对应于不同的液晶分子，外电场的干扰会导致液晶体系显微性质有意义的改变，电场和磁场都可以用来诱导这些变化。外加场的大小和它的变化速度一样，是其非常重要的特质。这使得其在工业处理的应用上，特殊的表面处理可以被用于液晶器件从而使液晶具有特定的取向，分子的电子性质导致液晶具有沿着外加场取向的能力。永久电偶极导致当分子一端有净正电荷时，它的另外一端会出现净负电荷。在给液晶加上外电场时，偶极分子会趋向于沿电场方向取向。即使一个分子它并没有形成永久电偶极，它仍然会受到电场的影响。在某些情况下，外加场会使分子中的电子与质子发生轻微的重排，这是带电质子被激发的结果，虽然不像永久偶极子的效果那么强，但是分子沿外加场的取向仍会发生。在向列相位时，液晶分子有序排列，分子呈现拉伸状，形成光各向异性。施加电场时，分子沿电场排列，双折射的水平完全通过液晶分子的倾斜控制。
3.现有技术中尚无一款较佳的液晶控制器。


技术实现要素：

4.本发明提供了一种光纤光栅宽带光源偏振调制的竖井火灾报警用液晶控制器，其能够克服现有技术的某种或某些缺陷。
5.根据本发明的光纤光栅宽带光源偏振调制的竖井火灾报警用液晶控制器，其包括内部具有空腔的壳体，壳体内设有控制电路板，控制电路板处设有控制电路；控制电路包括，
6.控制单元，其用于自上位机处接收控制指令，并对控制指令进行处理后输出数字控制信号；
7.usb通信供电单元，其用于实现控制单元与上位机间的通信，其包括usb接口单元和串口通信单元，usb接口单元用于提供+5v供电电压及用于提供数据传输接口；
8.dac单元，其用于将控制单元输出的数字控制指令转换为模拟控制信号；
9.运放调理单元，其用于对模拟控制信号进行放大并进行输出；
10.降压电路，其用于将+5v供电电压转换为用于向控制单元供电的+3.3v电压；以及
11.双极性电源电路，其用于将+5v供电电压转换为用于向运放调理单元供电的
±
15v电压。
12.本发明针对外加电场可以改变液晶分子排布的性质和对液晶进行调制技术的需求，提供了一种液晶控制器，其能够较佳地产生频率为2khz、占空比50％、最大可调输出幅
度为
±
10v且精度为0.01v的交变方波，通过交变方波形成外加电场控制液晶偏转轴变化，从而能够较佳地实现对液晶的调制工作，从而能够较佳地驱动多种向列液晶设备。
13.作为优选，控制单元包括控制芯片和外围电路，控制芯片的型号为stm32f103rb，外围电路包括jatg电路。从而能够较佳地实现相关数据的处理。
14.作为优选，usb接口单元包括usb接口(121)、供电开关(123)以及usb供电电路，usb接口(121)和供电开关(123)均设于壳体处；usb接口(121)的引脚1
‑
4分别为电源正接口、数据负接口、数据正接口和电源地接口，电源正接口、供电开关(123)和usb供电电路依次串联连接，usb供电电路处提供+5v供电接口。从而能够较佳地同时实现数据的传输和供电，故结构简单。
15.作为优选，串口通信单元包括串口通信芯片，串口通信芯片的型号为ft231xs；串口通信芯片的引脚11和12分别接入usb接口(121)的引脚3和2以用于实现数据传输；串口通信芯片的引脚15接入usb供电电路处的+5v供电接口，串口通信芯片的引脚4和20分别接入控制芯片的引脚30和29。从而能够较佳地实现数据转换。
16.作为优选，dac单元包括dac芯片，dac芯片的型号为dac8562；dac芯片的引脚5
‑
8分别通过阻值均为10kω的电阻r1、r9、r8和r7接入usb供电电路处的+5v供电接口，dac芯片的引脚9接入usb供电电路处的+5v供电接口，dac芯片的引脚6
‑
8分别通过电阻r9、r8和r7接入控制芯片的引脚62、61和59，dac芯片的引脚1和2用于分别输出模拟控制信号的a路输出和b路输出，dac芯片的引脚10用于输出2.5v的参考电压。从而能够较佳地实现数据转换。
17.作为优选，运放调理单元包括2个运算放大电路，所述2个运算放大电路均通过型号为tl072的运算放大器构成，该2个运算放大电路分别用于对模拟控制信号的a路输出和b路输出进行处理；所述2个运算放大电路的同相输入端分别接入模拟控制信号的a路输出和b路输出，所述2个运算放大电路的反相输出端均接入dac芯片的引脚10；所述2个运算放大电路的输出端用于分别输出a路液晶控制信号和b路液晶控制信号。从而能够较佳地实现数据的运放调理。
18.作为优选，a路液晶控制信号和b路液晶控制信号分别接入第一接线端子cn5和第二接线端子cn1，第一接线端子cn5和第二接线端子cn1均设于壳体处。从而便于接线，结构简单。
19.作为优选，降压电路包括降压芯片，降压芯片的型号为ams1117
‑
3.3v；降压芯片的输入端接入usb供电电路处的+5v供电接口，降压芯片的输出端形成+3.3v供电接口。从而能够较佳地实现+3.3v的电压输出。
20.作为优选，双极性电源电路包括双极性电源芯片，双极性电源芯片的型号为a0515s
‑
wr3；双极性电源芯片的输入端接入usb供电电路处的+5v供电接口，双极性电源芯片的输出端分别形成+15v供电接口和
‑
15v供电接口。从而能够较佳实现
±
15v电压的输出。
附图说明
21.图1为实施例1中的液晶控制器的结构示意图；
22.图2为实施例1中的控制电路的框图示意图；
23.图3为实施例1中的控制芯片及相关外围电路的电路图；
24.图4为实施例1中的接线端子jtag1的电路图；
25.图5为实施例1中的usb接口单元；
26.图6为实施例1中的串口通信单元；
27.图7为实施例1中的dac单元；
28.图8为实施例1中的运放调理单元；
29.图9为实施例1中的第一接线端子；
30.图10为实施例1中的第二接线端子；
31.图11为实施例1中的降压电路；
32.图12为实施例1中的双极性电源电路。
具体实施方式
33.为进一步了解本发明的内容，结合附图和实施例对本发明作详细描述。应当理解的是，实施例仅仅是对本发明进行解释而并非限定。
34.实施例1
35.结合图1所示，本实施例提供了一种基于光纤光栅宽带光源偏振调制的竖井火灾报警用液晶控制器，其包括内部具有空腔的壳体110，壳体110内设有控制电路板120，控制电路板120处设有控制电路。
36.结合图2所示，控制电路包括：
37.控制单元，其用于自上位机处接收控制指令，并对控制指令进行处理后输出数字控制信号；
38.usb通信供电单元，其用于实现控制单元与上位机间的通信，其包括usb接口单元和串口通信单元，usb接口单元用于提供+5v供电电压及用于提供数据传输接口；
39.dac单元，其用于将控制单元输出的数字控制指令转换为模拟控制信号；
40.运放调理单元，其用于对模拟控制信号进行放大并进行输出；
41.降压电路，其用于将+5v供电电压转换为用于向控制单元供电的+3.3v电压；以及
42.双极性电源电路，其用于将+5v供电电压转换为用于向运放调理单元供电的
±
15v电压。
43.本实施例中，针对外加电场可以改变液晶分子排布的性质和对液晶进行调制技术的需求，提供了一种液晶控制器，其能够较佳地产生频率为2khz、占空比50％、最大可调输出幅度为
±
10v且精度为0.01v的交变方波，通过交变方波形成外加电场控制液晶偏转轴变化，从而能够较佳地实现对液晶的调制工作，从而能够较佳地驱动多种向列液晶设备。
44.本实施例中，上位机处能够较佳地产生控制指令，该控制指令经控制电路处理后能够较佳地用于驱动液晶设备。其中，壳体110的材质能够为铝制，故能够较佳地屏蔽外界电磁干扰。其通过usb通信供电单元，能够同时实现通信和供电功能，故结构简单。
45.结合图3所示，控制单元包括控制芯片和外围电路，控制芯片的型号为stm32f103rb，外围电路包括jatg电路。从而能够较佳地实现相关数据的处理。
46.结合图4所示，jatg电路包括接线端子jtag1，从而能够较佳地实现相关电路的插拔通断。
47.结合图5所示，usb接口单元包括usb接口121、供电开关123以及usb供电电路，usb接口121和供电开关123均设于壳体110处；usb接口121的引脚1
‑
4分别为电源正接口、数据
负接口、数据正接口和电源地接口，电源正接口、供电开关123和usb供电电路依次串联连接，usb供电电路处提供+5v供电接口。从而能够较佳地同时实现数据的传输和供电，故结构简单。
48.结合图6所示，串口通信单元包括串口通信芯片，串口通信芯片的型号为ft231xs；串口通信芯片的引脚11和12分别接入usb接口121的引脚3和2以用于实现数据传输；串口通信芯片的引脚15接入usb供电电路处的+5v供电接口，串口通信芯片的引脚4和20分别接入控制芯片的引脚30和29。从而能够较佳地实现串口通信功能。从而能够较佳地实现数据转换。
49.结合图7所示，dac单元包括dac芯片，dac芯片的型号为dac8562；dac芯片的引脚5
‑
8分别通过阻值均为10kω的电阻r1、r9、r8和r7接入usb供电电路处的+5v供电接口，dac芯片的引脚9接入usb供电电路处的+5v供电接口，dac芯片的引脚6
‑
8分别通过电阻r9、r8和r7接入控制芯片的引脚62、61和59，dac芯片的引脚1和2用于分别输出模拟控制信号的a路输出和b路输出，dac芯片的引脚10用于输出2.5v的参考电压。从而能够较佳地实现数据转换。
50.结合图8所示，运放调理单元包括2个运算放大电路，所述2个运算放大电路均通过型号为tl072的运算放大器构成，该2个运算放大电路分别用于对模拟控制信号的a路输出和b路输出进行处理；所述2个运算放大电路的同相输入端分别接入模拟控制信号的a路输出和b路输出，所述2个运算放大电路的反相输出端均接入dac芯片的引脚10；所述2个运算放大电路的输出端用于分别输出a路液晶控制信号和b路液晶控制信号。从而能够较佳地实现数据的运放调理。
51.结合图9和10所示，a路液晶控制信号和b路液晶控制信号分别接入第一接线端子125(cn5)和第二接线端子126(cn1)，第一接线端子125和第二接线端子126均设于壳体110处。从而便于接线，结构简单。
52.结合图11所示，降压电路包括降压芯片，降压芯片的型号为ams1117
‑
3.3v；降压芯片的输入端接入usb供电电路处的+5v供电接口，降压芯片的输出端形成+3.3v供电接口。从而能够较佳地实现+3.3v的电压输出，其中电容c28、c27和c33均为滤波电容，故能够较佳地保证电压的稳定输出。
53.结合图12所示，双极性电源电路包括双极性电源芯片，双极性电源芯片的型号为a0515s
‑
wr3；双极性电源芯片的输入端接入usb供电电路处的+5v供电接口，双极性电源芯片的输出端分别形成+15v供电接口和
‑
15v供电接口。从而能够较佳实现
±
15v电压的输出。
54.通过本实施例中的方案，控制电路能够较佳地通过usb数据线与上位机进行连接，上位机处的设定参数能够通过串口通信单元发送给控制单元，控制单元接收到相关控制指令后能够较佳地对其处理后发送给dac单元并经运放调理单元处理后输出给液晶设备，从而能够较佳地实现对多种向列液晶设备的驱动。通过本实施例中的方案，其输出结果精度高，且兼具结构简单、安装使用方便等优点。
55.以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。