CN211015891U - 一种手持式数字变送器标定仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种手持式数字变送器标定仪，包括有8051嵌入式微控制器，可充电锂电池，以及分别与8051嵌入式微控制器连接的矩阵式键盘电路、LCD接口电路和多通信接口；可充电锂电池通过电源电路进行电压转换；矩阵式键盘电路的每排按键的一端均与对应的行线连接，每列按键的另一端均与对应的列线连接，每排行线和每列列线分别与8051嵌入式微控制器对应的引脚连接；多通信接口包括有TTL转RS485电平转换电路、TTL转RS232电平转换电路和USB接口。本实用新型采用电池供电和低功耗设计，利用矩阵式键盘实现参数的输入，通过点阵式液晶显示器进行相关信息显示，适用于多种通信接口的数字变送器。

Description

一种手持式数字变送器标定仪

技术领域

本实用新型涉及工业自动化现场数据采集模块技术领域，具体是一种手持式数字变送器标定仪。

背景技术

目前，在工业应用现场，数据采集常常通过传感器来实现，而传感器的输出信号需要进行进一步的调理，将其信号调理电路集成在一起称之为变送器。变送器类型一般分为模拟和数字两者，模拟变送器主要对传感器的输出信号进行V/V、V/I等转换，输出一般情况下为模拟量，而模拟量在传输的过程中由于信号衰减及抗干扰相对较差等因素通常会造成较大的测量误差。相比于模拟变送器，数字变送器在现场对传感器的信号进行调理后通过相应的变换将之通过标准的数字通信接口对外传输，抗干扰能力较强，同时可以与其他具有标准通信接口的外部设备进行数据交互，使用越来越广泛。数字变送器在使用前一般需要通过PC机或PLC等计算机系统对之进行检测和校准，而在很多应用场合如野外及环境恶劣的应用场合，常规的校准仪器不便于使用，通过便携式的标定仪器对具有标准通信接口的数字变送器进行校准等操作显然可以得到很好的效果。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种手持式数字变送器标定仪，采用电池供电和低功耗设计，利用矩阵式键盘实现参数的输入，通过点阵式液晶显示器进行相关信息显示，适用于多种通信接口的数字变送器。

本实用新型的技术方案为：

一种手持式数字变送器标定仪，包括有集成有双串口及USB控制器的8051嵌入式微控制器，可充电锂电池，电源电路，以及分别与8051嵌入式微控制器连接的矩阵式键盘电路、LCD接口电路和多通信接口；所述的可充电锂电池通过电源电路进行电压转换后给8051嵌入式微控制器、矩阵式键盘电路、LCD接口电路和多通信接口分别进行供电；所述的矩阵式键盘电路包括有多个按键，多个按键成矩阵排列，每排按键的一端均与对应的行线连接，每列按键的另一端均与对应的列线连接，每排行线和每列列线分别与8051嵌入式微控制器对应的引脚连接；所述的多通信接口包括有TTL转RS485电平转换电路、TTL转RS232电平转换电路和USB接口。

所述的可充电锂电池选用8.2V可充电锂电池，所述的电源电路包括有与可充电锂电池连接的电池接口P3和P6、自锁按钮微动开关B1、低压差低功耗稳压器U2和滤波电路，所述的自锁按钮微动开关B1的一端与电池接口P3的正极端连接，所述的自锁按钮微动开关B1的另一端与低压差低功耗稳压器U2的输入端连接，低压差低功耗稳压器U2的输出端输出3.3V供电电源，所述的滤波电路包括有多个滤波电容，其中一个滤波电容连接于低压差低功耗稳压器U2的输入端和接地端之间，另外几个滤波电容相互并联于低压差低功耗稳压器U2的输出端和接地端之间。

所述的8051嵌入式微控制器选用型号为C8051F340的嵌入式微控制器。

所述的矩阵式键盘电路为5ⅹ4的矩阵式键盘电路，包括0-9的数字键盘和10个功能键盘。

所述的LCD接口电路包括有128*64的点阵式液晶模块接口P1，点阵式液晶模块接口P的相应接口与8051嵌入式微控制器对应的P2口和I/O口连接。

所述的TTL转RS485电平转换电路包括有与8051嵌入式微控制器连接的TTL转RS485电平转换芯片U3、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、双向瞬态抑制二极管D1、双向瞬态抑制二极管D2和RS485接口P4，电阻R3和电阻R4的一端均与TTL转RS485电平转换芯片U3的A端连接，电阻R3的另一端连接电源正极，电阻R4的另一端、双向瞬态抑制二极管D1的一端均与RS485接口P4的A端连接，电阻R5和电阻R6的一端均与TTL转RS485电平转换芯片U3的B端连接，电阻R6的另一端接地，电阻R5的另一端、双向瞬态抑制二极管D2的一端均与RS485接口P4的B端连接，双向瞬态抑制二极管D1的另一端、双向瞬态抑制二极管D2的另一端均接地。

所述的TTL转RS232电平转换电路包括有与8051嵌入式微控制器连接的TTL转RS232电平转换芯片U4、以及与TTL转RS232电平转换芯片U4连接的DB9接口P5。

所述的USB接口选用USB2.0接口。

本实用新型的优点：

本实用新型用于对具有标准通信接口的数字式变送器的校准，通过标准的通信接口实现和数字式变送器进行交互，通过操作该标定仪实现对数字变送器的数据读写和标定等功能，可方便地实现对数字式变送器的校准、测试。

附图说明

图1是本实用新型电源电路的电路图。

图2是本实用新型8051嵌入式微控制器的引脚接线图。

图3是本实用新型矩阵式键盘电路的电路图。

图4是本实用新型LCD接口电路的电路图。

图5是本实用新型TTL转RS485电平转换电路的电路图。

图6是本实用新型TTL转RS232电平转换电路的电路图。

图7是本实用新型USB接口的电路图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

一种手持式数字变送器标定仪，包括有集成有双串口及USB控制器的型号为C8051F340的嵌入式微控制器U1(见图2)，8.2V可充电锂电池，电源电路，以及分别与嵌入式微控制器U1连接的5ⅹ4的矩阵式键盘电路、LCD接口电路和多通信接口；

见图1，8.2V可充电锂电池通过电源电路进行电压转换后给8051嵌入式微控制器、矩阵式键盘电路、LCD接口电路和多通信接口分别进行供电；可充电锂电池选用8.2V可充电锂电池，电源电路包括有与可充电锂电池连接的电池接口P3和P6、自锁按钮微动开关B1、低压差低功耗稳压器U2和滤波电路，自锁按钮微动开关B1的一端与电池接口P3的正极端连接，自锁按钮微动开关B1的另一端与低压差低功耗稳压器U2的输入端连接，低压差低功耗稳压器U2的输出端输出3.3V供电电源，滤波电路包括有六个滤波电容，其中一个滤波电容C5连接于低压差低功耗稳压器U2的输入端和接地端之间，另外四个滤波电容C4、C6、C7、C8相互并联于低压差低功耗稳压器U2的输出端和接地端之间。

见图2，型号为C8051F340的嵌入式微控制器U1，内部集成了符合USB2.0规范的USB控制器，内部高频振荡器精度可达0.25％，2个增强型的全双工UART控制器，支持在线两线调试接口C2，微动开关RST1可以实现不断电复位，由R1、R2、C2、C3提供上电复位功能，P2为C2在线调试接口，系统时钟采用内部高精度的高频时钟。

见图3，5ⅹ4的矩阵式键盘电路包括有0-9的数字键盘和10个功能键盘，二十个按键成矩阵排列，每排按键的一端均与对应的行线L1-L5连接，每列按键的另一端均与对应的列线C1-C4连接，五排行线L1-L5和四列列线C1-C4分别与8051嵌入式微控制器U1对应的引脚连接；

见图4，LCD接口电路包括有128*64的点阵式液晶模块接口P1，点阵式液晶模块接口P的相应接口与嵌入式微控制器U1对应的P2口(引脚DB0-DB7)和I/O口(引脚RD、WR、CS和A0)连接；

多通信接口包括有TTL转RS485电平转换电路、TTL转RS232电平转换电路和USB2.0接口USB1(见图7)；

见图5，TTL转RS485电平转换电路包括有与8051嵌入式微控制器连接的TTL转RS485电平转换芯片U3、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、双向瞬态抑制二极管D1、双向瞬态抑制二极管D2和RS485接口P4，电阻R3和电阻R4的一端均与TTL转RS485电平转换芯片U3的A端连接，电阻R3的另一端连接电源正极，电阻R4的另一端、双向瞬态抑制二极管D1的一端均与RS485接口P4的A端连接，电阻R5和电阻R6的一端均与TTL转RS485电平转换芯片U3的B端连接，电阻R6的另一端接地，电阻R5的另一端、双向瞬态抑制二极管D2的一端均与RS485接口P4的B端连接，双向瞬态抑制二极管D1的另一端、双向瞬态抑制二极管D2的另一端均接地。

见图6，TTL转RS232电平转换电路包括有与8051嵌入式微控制器连接的TTL转RS232电平转换芯片U4、以及与TTL转RS232电平转换芯片U4连接的DB9接口P5。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种手持式数字变送器标定仪，其特征在于：包括有集成有双串口及USB控制器的8051嵌入式微控制器，可充电锂电池，电源电路，以及分别与8051嵌入式微控制器连接的矩阵式键盘电路、LCD接口电路和多通信接口；所述的可充电锂电池通过电源电路进行电压转换后给8051嵌入式微控制器、矩阵式键盘电路、LCD接口电路和多通信接口分别进行供电；所述的矩阵式键盘电路包括有多个按键，多个按键成矩阵排列，每排按键的一端均与对应的行线连接，每列按键的另一端均与对应的列线连接，每排行线和每列列线分别与8051嵌入式微控制器对应的引脚连接；所述的多通信接口包括有TTL转RS485电平转换电路、TTL转RS232电平转换电路和USB接口。

2.根据权利要求1所述的一种手持式数字变送器标定仪，其特征在于：所述的可充电锂电池选用8.2V可充电锂电池，所述的电源电路包括有与可充电锂电池连接的电池接口P3和P6、自锁按钮微动开关B1、低压差低功耗稳压器U2和滤波电路，所述的自锁按钮微动开关B1的一端与电池接口P3的正极端连接，所述的自锁按钮微动开关B1的另一端与低压差低功耗稳压器U2的输入端连接，低压差低功耗稳压器U2的输出端输出3.3V供电电源，所述的滤波电路包括有多个滤波电容，其中一个滤波电容连接于低压差低功耗稳压器U2的输入端和接地端之间，另外几个滤波电容相互并联于低压差低功耗稳压器U2的输出端和接地端之间。

3.根据权利要求1所述的一种手持式数字变送器标定仪，其特征在于：所述的8051嵌入式微控制器选用型号为C8051F340的嵌入式微控制器。

4.根据权利要求1所述的一种手持式数字变送器标定仪，其特征在于：所述的矩阵式键盘电路为5ⅹ4的矩阵式键盘电路，包括0-9的数字键盘和10个功能键盘。

5.根据权利要求1所述的一种手持式数字变送器标定仪，其特征在于：所述的LCD接口电路包括有128*64的点阵式液晶模块接口P1，点阵式液晶模块接口P的相应接口与8051嵌入式微控制器对应的P2口和I/O口连接。

6.根据权利要求1所述的一种手持式数字变送器标定仪，其特征在于：所述的TTL转RS485电平转换电路包括有与8051嵌入式微控制器连接的TTL转RS485电平转换芯片U3、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、双向瞬态抑制二极管D1、双向瞬态抑制二极管D2和RS485接口P4，电阻R3和电阻R4的一端均与TTL转RS485电平转换芯片U3的A端连接，电阻R3的另一端连接电源正极，电阻R4的另一端、双向瞬态抑制二极管D1的一端均与RS485接口P4的A端连接，电阻R5和电阻R6的一端均与TTL转RS485电平转换芯片U3的B端连接，电阻R6的另一端接地，电阻R5的另一端、双向瞬态抑制二极管D2的一端均与RS485接口P4的B端连接，双向瞬态抑制二极管D1的另一端、双向瞬态抑制二极管D2的另一端均接地。

7.根据权利要求1所述的一种手持式数字变送器标定仪，其特征在于：所述的TTL转RS232电平转换电路包括有与8051嵌入式微控制器连接的TTL转RS232电平转换芯片U4、以及与TTL转RS232电平转换芯片U4连接的DB9接口P5。

8.根据权利要求1所述的一种手持式数字变送器标定仪，其特征在于：所述的USB接口选用USB2.0接口。

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