CN201569884U

CN201569884U - 一种恒温振荡培养箱控制器

Info

Publication number: CN201569884U
Application number: CN2009202854805U
Authority: CN
Inventors: 陆晓峰; 陈小平
Original assignee: Suzhou University
Current assignee: Suzhou University
Priority date: 2009-12-31
Filing date: 2009-12-31
Publication date: 2010-09-01
Anticipated expiration: 2019-12-31

Abstract

本实用新型公开了一种恒温振荡培养箱控制器，包括微控制器、人机交互部件、传感器和输出控制部件，其特征在于：设有两个微控制器，其中，第一微控制器连接人机交互部件，第二微控制器连接传感器和输出控制部件，第一微控制器和第二微控制器间经RS485总线连接。本实用新型能够避免受外界电磁干扰的影响，保证传输的可靠性和系统的稳定性，并提高了控制精度和数据处理能力。

Description

一种恒温振荡培养箱控制器

技术领域

本实用新型涉及一种电子控制装置，尤其涉及一种用于恒温振荡培养箱的数字化智能控制器。

背景技术

随着人们在生物、食品、医药、环保、育种等领域的研究不断深入和发展，恒温振荡培养箱作为这些领域必备的实验研究设备，其市场需求量也在快速增长。目前，国内市场上的恒温振荡培养箱的控制方式有机械定时全硬件电路控制、8位微控制器(MCU)控制两种，机械定时全硬件电路控制的控制器精度低、功能单一，8位MCU的控制器虽然精度有了较大提高，功能也有所增加，然而，这种控制方式下，通常设置有人机操作和显示界面，为了方便操作和观察，这一部分需要安放在恒温振荡培养箱的上部，而温度、湿度、电机转速等测控部分，则安放在恒温振荡培养箱的底部，连接这两部分的电缆长度需要2～4米，对大于2米的并行信号传输因易受外界电磁干扰而可靠性较差，会严重影响系统的稳定性，因而不能实现一些高精度、高性能的控制要求；同时存在着数据处理能力弱，没有联网功能等不足。

发明内容

本实用新型目的是提供一种性能稳定，高精度、多功能、易操作、数据处理能力强、具有联网功能的数字化智能恒温振荡培养箱控制器。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种恒温振荡培养箱控制器，包括微控制器、人机交互部件、传感器和输出控制部件，设有两个微控制器，其中，第一微控制器连接人机交互部件，第二微控制器连接传感器和输出控制部件，第一微控制器和第二微控制器间经RS485总线连接。

上文中，采用两个微控制器(MCU)，构成双MCU结构；一个MCU负责人机交互工作，包括键盘操作、参数设置、工作状态和数值显示；另一个MCU负责参数测量、设备控制、数据处理、联网通信等工作。将每个MCU的串行口扩展为RS485接口，通过RS485总线进行数据传输；RS485总线上的数据传输采用MODBUS工业现场总线协议进行通信；针对两个MCU编制相应的软件，完成各自所负责的工作，构成一个完整的数字化智能控制器。

上述技术方案中，所述人机交互部件包括音响提示电路、LED指示灯、LCD显示器和键盘。

上述技术方案中，与第一微控制器连接设有存储器部件，所述存储器部件为非易失性存储器；用于保存控制器的工作参数。

与所述第二微控制器连接设有接口部件。接口部件是各种输入输出接口，如打印机接口、USB接口、以太网接口等，由此实现控制器的功能扩展。

本实用新型的总体结构图如图1所示。

图中，第一微控制器负责人机交互工作，一般采用低价格、通用的8位MCU即可胜任；人机交互部件可以是音响提示电路、不同颜色的LED指示灯、LCD显示器、键盘等；存储部件一般采用小容量的非易失性存储器，用来保存控制器的工作参数。第二微控制器负责测量、控制、数据处理、联网等工作，它需要用高性能32位MCU，实现高精度、高性能的测控以及联网功能；输入部件是测量温度、湿度、电机转速等参数的传感器以及相应的测量电路；输出控制部件是用来驱动和控制加热、制冷、加湿、电机等设备的控制电路；接口部件是各种输入输出接口，如打印机接口、USB接口、以太网接口等。

两个MCU通过扩展的RS485接口用RS485总线连接起来，采用MODBUS工业现场总线协议进行通信。

由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有的优点是：

1、由于本实用新型设置了两个微控制器，并通过RS485接口连接通信，在人机操作和显示界面与测控部分分别安放在恒温振荡培养箱的上部和底部，连接距离较长的情况下，能够避免受外界电磁干扰的影响，保证传输的可靠性和系统的稳定性；

2、由于两个微控制器分别负责人机交互和测控，负责测控的微控制器可以采用如32位的微处理器，提高控制精度和数据处理能力。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为实施例的示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：

实施例：参见附图2所示，图中，第一微控制器，采用低价格、通用的8位MCU AT89C55，它内含20KB的Flash存储器。人机交互部件有：蜂鸣器，用作音响提示和报警；LED指示灯，有红、绿、黄三色，红色表示加热、绿色表示制冷、黄色表示告警；LCD显示屏，采用128×64点阵液晶显示屏，可显示字符、汉字和图形；键盘，设有菜单、增加、减小、确认、启/停、电源6个按键。存储器部件，采用I²C总线串行EEPROM存储器AT24C16，容量为2048字节。第二微控制器，采用高性能32位MCULPC2368，它内含有512KB的Flash存储器、10位高精度A/D和D/A转换器、拥有丰富的外设接口、处理能力强。输入部件有：3路温度传感器及测量电路；湿度传感器及测量电路；电机转速测量电路。输出控制部件有：加热控制电路；制冷控制电路；加湿控制电路；电机转速控制电路；风扇和照明控制电路。接口部件是微控制器2自带的输入输出接口，有打印机接口、USB接口、以太网接口。RS485接口采用SN75176信号转换芯片。

两个MCU通过扩展的RS485接口用RS485总线连接起来，采用MODBUS工业现场总线协议进行通信。两个MCU中分别配有相应的软件。

本实施例的数字化智能控制器应用于恒温振荡培养箱中，它有一个人机操作和显示界面，为了方便操作和观察，这一部分安放在恒温振荡培养箱的上部，而温度、湿度、电机转速等测控部分，安放在恒温振荡培养箱的底部，连接这两部分的电缆长度需要2～4米，对大于2米的并行信号传输因易受外界电磁干扰而可靠性较差，会严重影响系统的稳定性，如果采用一个MCU集中控制，将不可避免地存在上述问题。本实用新型采用双MCU结构和RS485串行总线通信，可以解决上述问题。

双MCU结构的技术难点是两个MCU之间数据通信的可靠性和数据内容的快速准确解析。本实用新型采用MODBUS协议，解决了上述技术难点。MODBUS协议是一个用于工业现场的总线协议，具有开放、简单、实时性好的特性，用户可以免费使用，而且MODBUS帧格式简单、紧凑，使用容易，开发便利，用它可以实现数据内容快速准确的解析。

另外，在本实施例中，根据控制器的实际需求，对MODBUS协议的功能码进行了裁减，用简化的功能代码集实现了两个MCU间的数据通信，降低了通信处理程序的复杂性，减少了编程的工作量，提高了系统的实时性。

与通常将MODBUS协议用于不同工业控制器之间构成分布式控制系统的应用不同，本实用新型将MODBUS协议用于一个控制器内部，实现了两个MCU的快速、可靠通信，也为MODBUS协议开拓了一个新的应用领域。

以上所述，仅为本实用新型的一个具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种恒温振荡培养箱控制器，包括微控制器、人机交互部件、传感器和输出控制部件，其特征在于：设有两个微控制器，其中，第一微控制器连接人机交互部件，第二微控制器连接传感器和输出控制部件，第一微控制器和第二微控制器间经RS485总线连接。

2.根据权利要求1所述的恒温振荡培养箱控制器，其特征在于：所述人机交互部件包括音响提示电路、LED指示灯、LCD显示器和键盘。

3.根据权利要求1所述的恒温振荡培养箱控制器，其特征在于：与第一微控制器连接设有存储器部件，所述存储器部件为非易失性存储器。

4.根据权利要求1所述的恒温振荡培养箱控制器，其特征在于：与所述第二微控制器连接设有接口部件。