[发明专利]数字温度转换控制器

说明书

本发明公开了一种数字温度转换控制器，其特征在于包括：液晶显示单元、CAN通讯端口单元、热电偶数字温度采集单元、PWM脉宽调频光耦隔离输出单元、微处理器和为各单元供电的DC电源转换单元，其中，所述显示单元、CAN通讯端口单元、热电偶数字温度采集单元和PWM脉宽调频光耦隔离输出单元分别与微处理器连接；本申请采用无电解电容、低电压、低功耗、小尺寸封装设计，使电路在恶劣的工作温度环境下，保持电路的高可靠性。

技术领域：

本发明涉及温度控制器领域，具体涉及一种广泛应用于工业、汽车、航空和石油化工等领域的数字温度转换控制器。

背景技术：

随着电子技术的发展,对扩展温度范围内实现精确的温度测量已经在工业热工控制、危险环境监测等工程应用中引起了广泛的关注。为了保证在完整的温度范围内的测量准确性，我们需要同时对温度传感器和信号调理电路进行精确的调整与配置。

对基于热电偶的温度测量器件进行分析，找出影响其精度的关键因素，并提出准确、经济的技术方案以保证热电偶的测温效果。为了保证不同测量环境下热电偶的最优测量性能，我们需要在热电偶的信号调制电路中集成多种校正算法。这些算法对温度测量的线性度，低噪声放大和冷端补偿都有重要的影响。

因此通过新型单片集成热电偶接口器件与丰富外设超低功耗ARM单芯片微处理器应用，简化了产品设计，提高了产品的可靠性，通过产品功能软件的开发，丰富了产品的应用范围，提高产品的快速部署能力，降低了产品应用成本。

鉴于此，提出本申请。

发明内容：

本发明所要解决的技术问题在于提供一种结构新颖的数字温度转换控制器，具有电路设计结构合理紧凑，高效节能、段式液晶温度显示、CAN总线人机交互、高精度32位PWM脉宽输出等，电路同时还具有测量精度高、可靠性高、功能多样的技术特点。

本发明所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现：

一种数字温度转换控制器，包括：液晶显示单元、CAN通讯端口单元、热电偶数字温度采集单元、PWM脉宽调频光耦隔离输出单元、微处理器和为各单元供电的DC电源转换单元，其中，所述显示单元、CAN通讯端口单元、热电偶数字温度采集单元和PWM脉宽调频光耦隔离输出单元分别与微处理器连接；

其中，

液晶显示单元通过程序控制微处理器单元U3对其内部液晶相关控制和状态寄存器进行读写操作，进行3位半段式液晶D6硬件驱动初始化，定义U3微处理器11、12、13、16、17、18脚对应3位半段式液晶D6的SEG0-SEG5脚，U3微处理器29、30、31、46脚对应为3位半段式液晶D6的COM0-COM3引脚；U3微处理器通过内部程序对实时采集的温度数据进行处理和判别，通过U3微处理器内部RAM显存读写操作，使液晶驱动输出显示温度和状态信息；

PWM脉宽调频光耦隔离输出单元，先有程序控制微处理器U3对其内部TIM 32位定时器进行硬件初始化，设定U3微处理器的27脚为TIM2_CH1通道为PWM模式输出，并通过限流电阻R12连接到U4光耦的输入端1脚，微处理器U3通过程序采集来的温度和控制信息，进行相关计算和判别，通过U3微处理器TIM2_CH1通道输出与温度成正比占空比为50％的方波信号(0-999℃对应1K-1.999KHz方波信号)，PWM信号经U4光耦4脚隔离输出，经过三极管Q1、限流分压电阻R11、R15、防接反二极管Z1、经R16限流电阻PWM脉冲输出至接线端子J1的第5脚，经R18限流电阻驱动输出至接线端子J2的第3脚指示外部发光二极管，C9为供电退耦电容，C14为滤波电容，经限流电阻R16输出的频率信号OUT0为24V电平脉冲PWM信号；