CN1987704A - 一种基于现场总线的数字式智能操作器及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于现场总线的数字式智能操作器及其控制方法，属于工业数字化控制技术领域。它包括：微处理器模块，地址锁存模块，地址译码模块，存储器模块，总线控制模块，还包括复位电路模块、串行通信模块、液晶显示控制模块、电源处理模块，以及按键；其中，所述微处理器模块的输入端与复位电路模块连接，并与地址锁存模块、地址译码模块、存储器模块、按键、总线控制模块以及液晶显示控制模块连接；其控制方法涉及总线控制模块的应用层通讯协议。其优点是：本发明操作器实现了灵活、方便完成设置、修改与显示参数等，配合其控制对象能够非常方便地完成各种控制操作功能，且能直观显示各种数据等信息。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于现场总线的数字式智能操作器及其控制方法，属于工业控制领域中嵌入式数字化控制技术领域，特别适用于基于CAN现场总线通讯的变频器等的控制。
背景技术
随着嵌入式控制系统的快速发展以及现场总线技术的高速发展和标准化程度的不断提高，尤其CAN总线得到了飞速发展，工业控制领域的数字化控制程度不断提高，因此迫切需要能适应其通讯方式从而能灵活、方便完成设置、修改与显示参数等功能的操作器。现有技术的智能操作器及其控制方法一般以串口或其他总线为主要通讯方式，且其显示主要为LED显示，只能以符号表示含义，不能汉显，而且能同时显示的信息量非常小，键盘操作比较复杂。
发明内容
本发明的目的在于，克服现有技术的缺点，提供一种基于现场总线的数字式智能操作器及其控制方法，实现灵活、方便完成设置、修改与显示参数等功能。
本发明的一种基于现场总线的数字式智能操作器的技术方案是：，它由键盘输入系统、总线控制系统、微处理系统及液晶显示系统组成，包括微处理器模块，地址锁存模块，地址译码模块，存储器模块，总线控制模块，复位电路模块，串行通信模块，液晶显示模块，电源处理模块以及键盘；所述微处理器模块的输入端与复位电路模块连接，并与地址锁存模块、地址译码模块、存储器模块、键盘、总线控制模块以及液晶显示模块连接；所述的复位电路模块是用于上电可靠复位以及运行中复位，其输出端分别与微处理器模块、总线控制模块及液晶显示模块相连接；地址锁存模块输出端与存储器模块相连接；地址译码模块输出端与存储器模块、液晶显示模块及总线控制模块相连接；存贮器模块输入端与地址锁存模块相连按，并与微处理器模块连接。
更进一步的方案是：
上述的微处理器模块选自80C196KC；存储器模块选自W29EE011；电源处理模块选自4NIC-DC6C或4NIC-DC3C。
上述的总线控制模块是CAN总线控制隔离驱动与接口模块。
上述的总线控制模块选自SJA1000-CAN总线控制模块。
上述的串行通信模块是MAX232及所属电容。
上述的液晶显示模块采用内置sed1335液晶控制器的320×240点阵、CCFL背光的液晶显示模块，其数据总线接单片机的数据总线。
本发明的一种基于现场总线的数字式智能操作器的控制方法是：总线控制模块的应用层通讯协议在通讯报文中两个字节的第一个字作为变量名区，数据桢的变量名区字的首位为0，即通讯报文第一个字的首位为0其范围为：0000h--7FFFh，第二、三、四字作为数据区，共8个有效字节；操作器与其它节点通讯只用到规定控制桢的变量名区字的首位为1，即通讯报文第一个字的首位为1，其范围为：8000h--0FFFFh，共2个有效字节，无数据区；规定回应桢的变量名区字的最高两位为1，即通讯报文第一个字的D15D14为1，即0C000h，共2个有效字节，所有控制指令都回应。
本发明的优点在于：本发明操作器实现了灵活、方便完成设置、修改与显示参数等，配合其控制对象能够非常方便的完成各种控制操作功能，且能直观显示各种数据等信息。
附图说明
图1是本发明的原理框图。
图2是本发明结构框图。
具体实施方式
结合附图和实施例对本发明作进一步说明如下：
如图1、图2所示，是一种基于现场总线的数字式智能操作器的实施例框图，它由键盘输入系统、总线控制系统、微处理系统及液晶显示系统组成；其中：有一个用于控制整个操作器内部程序协调运行的微处理器模块1，选为80C196KC；一个用于地址线锁存、受微处理器控制的地址锁存模块3；一个用于微处理器与其它接口芯片的数据在不同的地址上可靠地进行数据交换的地址译码模块2；一个将程序或数据在某一地址线与地址译码线选通的情况下有效进行读或写的存储器模块7，选为W29EE011；一个用于暂存总线传输数据，驱动数据上总线，并确保数据的可靠性的总线控制模块6，选为SJA1000-CAN以及光电耦合器8、9，它是光电耦合隔离模块；还有总线控制模块6，CAN总线驱动模块10；还有复位电路模块4，串行通信模块11，选自MAX232，液晶显示模块5，电源处理模块，选自4NIC-DC6C或4NIC-DC3C，以及键盘12；所述微处理器模块1与复位电路模块4连接，并与地址锁存模块3、地址译码模块2、存储器模块7、键盘12、总线控制模块6以及液晶显示模块5连接；上述的复位电路模块4是用于上电可靠复位以及运行中复位，其输出端分别与微处理器模块1、总线控制模块6及液晶显示模块5相连接；地址锁存模块3输出端与存储器模块7地址引脚相连接；地址译码模块2输出端与存储器模块7片选端、液晶显示模块5片选端及CAN总线控制模块6片选端相连接；微处理器模块1的数据总线与存储器模块7数据总线、液晶显示模块5数据总线及CAN总线控制模块6数据总线连接；所述的液晶显示模块5采用内置sed1335液晶控制器的320×240点阵、CCFL背光的液晶显示模块。
更具体地说，控制电路主要包括CPU及其扩展电路(存储器、电源监控芯片、晶振、总线驱动与锁存等)，核心控制器选用单片机80C196KC(图2方框1)，主要完成对键盘的响应，CAN控制器及液晶控制器的处理。液晶显示模块5采用内置sed1335液晶控制器的320×240点阵、CCFL背光的液晶显示模块，液晶控制器的数据总线接单片机的数据总线P3，复位脚RESET接反相54LS04的1脚，/CS连接到54LS139的5脚。A0(缓冲器地址)连接到54LS373的2脚，54LS139的5脚为0时即地址为01XXXXXXXXXXXXXXB时CPU存储器地址可选中液晶，当A0为1，即地址为01XXXXXXXXXXXXX1B时CPU可对进行液晶写命令操作，当A0为0，即地址为01XXXXXXXXXXXXX0B时CPU可对液晶进行读数据操作，RD(读信号)和WR(写信号)脚分别接80C196KC的RD和WR脚。通讯部分支持CAN总线，通过扩展简单的通讯协议转换板可支持其他总线。CAN总线部分主要由3部分组成：独立CAN通信控制器SJA1000-CAN(图2方框6)、CAN总线驱动器PCA82C250(图2方框10)和高速光电耦合器6N137(图2方框8、9)。SJA1000-CAN的AD0-AD7连接到80C196KC的P3口，/CS连接到54LS139的6脚。54LS139的6脚为0时即地址为10XXXXXXXXXXXXXXB时MPU存储器地址可选中SJA1000-CAN，MPU通过这些地址可对SJA1000-CAN执行相应的读/写操作。SJA1000-CAN的/RD、/WD、ALE分别与80C196KC的对应引脚相连，/INT通过反相器54LS04接80C196KC的P2.2，80C196KC可通过中断方式访问SJA1000-CAN，/RESET端复位信号由复位芯片MAX705提供，SJA1000-CAN的MODE引脚接高电平(INTEL模式)，SJA1000-CAN的XTAL1、XTAL2接16MHZ的石英晶振，SJA1000-CAN的TX0和RXO通过6N137后与PCA82C250的TXD和RXD相连，从而实现总线上CAN节点间的电气隔离，6N137的VCC与VDD通过电源模块4NIC-DC6C与4NIC-DC3C分开供电实现完全隔离。
用于上述的基于现场总线的数字式智能操作器的控制方法：总线控制模块的应用层通讯协议在通讯报文中两个字节的第一个字作为变量名区，数据桢的变量名区字的首位为0，即通讯报文第一个字的首位为0其范围为：0000h--7FFFh，第二、三、四字作为数据区，共8个有效字节；操作器与其它节点通讯只用到规定控制桢的变量名区字的首位为1，即通讯报文第一个字的首位为1，其范围为：8000h--0FFFFh，共2个有效字节，无数据区；规定回应桢的变量名区字的最高两位为1，即通讯报文第一个字的D15D14为1，即0C000h，共2个有效字节，所有控制指令都回应；基于CAN现场总线的数字式智能操作器的功能是通过对键盘的操作实现对现场控制对象的功能参数设置及各种控制命令的输入，通过CAN总线传送给现场控制对象，基于CAN现场总线的数字式智能操作器能显示各种参数、命令、现场控制对象当前的状态(特别是在故障时能显示各种故障代码，有利于迅速采取措施应对故障)。
以下以通用变频器为现场控制对象对本发明作进一步说明如下：
首先，将操作器CAN总线与变频器CAN总线相连，对操作说明如下：
1、初始启动运行：投入电源，画面初始显示“系统自检中……”，此时进行自检及通信连接检测。若自检及通信检测成功则显示“欢迎使用”画面。此时按“prog”键盘，液晶显示菜单界面，选中“速度设定”，设置速度值，并确定。若发送成功则画面返回菜单界面。按下c键退出菜单。按下run键，启动运行。
2、运行中的操作：若按下△键或键，转速增加2转或减少2转(截止到上下限转速)。正反转的设定由转速设定中数据前面的“+、-”来确定
3、PI等参数的修改：按“prog”键盘，液晶显示主菜单界面，按“”键盘，选择“参数设定”选项，再次按下“prog”进入密码界面，输入密码，进入参数设定界面，按下“△”键(“”键)+“prog”键，选择各参数进行设置。
4、故障查询
按“prog”键盘，液晶显示菜单界面。选择故障记录选项，进入故障记录界面。
5、停车
按“prog”键盘，液晶显示菜单界面，选中停车，可通过菜单选择三种停车方式：1减速停车；2自由停车；3制动停车。若直接按停车键，则默认自由停车。
Claims (7)
1.一种基于现场总线的数字式智能操作器，其特征在于，它由键盘输入系统、总线控制系统、微处理系统及液晶显示系统组成，包括微处理器模块，地址锁存模块，地址译码模块，存储器模块，总线控制模块，复位电路模块，串行通信模块，液晶显示模块，电源处理模块以及键盘；所述微处理器模块的输入端与复位电路模块连接，并与地址锁存模块、地址译码模块、存储器模块、键盘、总线控制模块以及液晶显示模块连接；所述的复位电路模块是用于上电可靠复位以及运行中复位，其输出端分别与微处理器模块、总线控制模块及液晶显示模块相连接；地址锁存模块输出端与存储器模块相连接；地址译码模块输出端与存储器模块、液晶显示模块及总线控制模块相连接；存贮器模块输入端与地址锁存模块相连接，并与微处理器模块连接。
2.如权利要求1所述数字式智能操作器，其特征在于，所述的微处理器模块选自80C196KC；存储器模块选自W29EE011；电源处理模块选自4NIC-DC6C或4NIC-DC3C。
3.如权利要求1所述数字式智能操作器，其特征在于，所述的总线控制模块是CAN总线控制隔离驱动与接口模块。
4.如权利要求1所述数字式智能操作器，其特征在于，所述的总线控制模块选自SJA1000-CAN总线控制模块。
5.如权利要求1所述数字式智能操作器，其特征在于，所述的串行通信模块是MAX232及所属电容。
6.如权利要求1或2所述数字式智能操作器，其特征在于，所述的液晶显示模块采用内置sed1335液晶控制器的320×240点阵、CCFL背光的液晶显示模块，其数据总线接单片机的数据总线。
7.一种用于权利要求1所述的基于现场总线的数字式智能操作器的控制方法，其特征在于，总线控制模块的应用层通讯协议在通讯报文中两个字节的第一个字作为变量名区，数据桢的变量名区字的首位为0，即通讯报文第一个字的首位为0其范围为：0000h--7FFFh，第二、三、四字作为数据区，共8个有效字节；操作器与其它节点通讯只用到规定控制桢的变量名区字的首位为1，即通讯报文第一个字的首位为1，其范围为：8000h--0FFFFh，共2个有效字节，无数据区；规定回应桢的变量名区字的最高两位为1，即通讯报文第一个字的D15D14为1，即0C000h，共2个有效字节，所有控制指令都回应。
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| CNA2006101254782A CN1987704A (zh) | 2006-12-15 | 2006-12-15 | 一种基于现场总线的数字式智能操作器及其控制方法 |
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| CN (1) | CN1987704A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103336203A (zh) * | 2013-06-26 | 2013-10-02 | 苏州汇川技术有限公司 | 变流器调试系统及操作器 |
| CN115499266A (zh) * | 2021-06-17 | 2022-12-20 | 青岛海尔生物医疗股份有限公司 | 用于通信系统显示的控制方法及装置、系统 |
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2006
- 2006-12-15 CN CNA2006101254782A patent/CN1987704A/zh active Pending
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