[实用新型]微机数显调节器

说明书

本实用新型涉及微机或单片机技术在工业自动化仪表中的应用，更具体地说，涉及一种微机数显调节器及其键盘及显示器与微机的接口。

随着微处理器芯片特别是单片微机芯片的功能日趋强大、而价格日益降低，大大促进了工业过程信号检测及显示转换技术与信号运算处理的结合，促进了单片机在工业自动化仪表中的应用，微机数显调节器就是微机技术在工业自动化仪表中的应用结果。

微机数显调节器如图1所示，主要包括以下几个部分：传感器、前置单元、运算单元、显示单元、输入单元、控制输出单元。其中，传感器用于将工业过程信号变为电（或电阻）等信号以方便电路进行变换处理；在输入单元中进行参数输入的方式有多种，例如乒乓开关，拨盘开关，穿孔纸带等，但这些方式需硬件较多，要实现复杂的信息输入非常困难。键盘是比较先进的输入设备，可以容易地实现复杂的信息输入。键盘可分为编码键盘和未编码键盘。编码键盘上的闭合键是靠硬件识别的，需要硬件较多，结构复杂；未编码键盘上的闭合键是靠软件识别的，所需硬件较少，而结构也最简单，容易设计在仪表内，方便现场安装使用。显示单元的参数显示现多采用7段符号数码显示，与微机的接口电路通常有并行口和串行口两种。通常并行口使用的接口芯片不算多，虽说要占用较多的微机I／O口线（十条以上），但因数据线可以与其它器件共用，所以实际占用的也不算多。其主要缺点是需要动态刷新显示，通常需要专用接口芯片，否则刷新软件占用CPU的时间很多；而且显示的亮度与刷新时间有关；需要较强的线路驱动能力；一般情况下，显示器个数越多，显示越暗；且接口的信号线多（等于8＋显示器个数）。串行口占用的信号线一般为三条，通常使用MCS－51串行口的两条线再加一条控制线，其优点是接口线路简单；在数码管少的情况下，所用器件也少（每个数码管配一个串入并出移位寄存器）；不需要动态刷新，软件占用CPU的时间少，不需要很强的线路驱动能力；显示亮度高且与显示器个数无关；主要缺点是数码管个数多的情况下，刷新显示时会看到显示器有明显的闪烁现象，所以通常只用在数码管较少的场合。

本实用新型的目的是提供一种微机数显调节器，该微机数量调节器通过各种接口电路将输入信号、输出信号及参数输入接口、参数显示接口与单片微机连接起来，利用微机对输入信号和键盘输入的参数进行运算处理，将参数显示出来，并通过输入接口将控制信号输送出去。该微机数显调节器及微机软件编程代替传统的硬件电路（如传感器线性化，设定值电路，参数输入电路，平方、开方、PID运算电路，比较器电路，计时器、计数器电路，时序电路，逻辑电路等等），因此硬件线路简单，而且该调节器的功能可以通过编程的办法进行改变，大大提高仪表的性能价格比。

本实用新型的目的是提供一种微机数显调节器，该微机数显调节器具有优化的键盘输入及显示的接口装置，并且要求该接口装置充分考虑工业现场的条件和限制，尽可能以很简单的的四按键键盘与显示器接口，实现非常有效的键盘信息输入、键盘按键控制及其人机对话显示软件，使仪表的信息输入及键盘控制操作变得简单明了。

本实用新型的目的是这样实现的，构造一种微机数显调节器，包括：传感器（1）、接收所述传感器（1）输出的前置单元（2）、与所述前置单元（2）的输出端连接的运算处理单元（3）、分别与所述运算处理单元（3）连接的显示单元（4）、输入单元（5）、控制输出单元（6）；所述运算处理单元3包括一个单片机（31），其特征在于，所述输入单元5由四个按键（51、52、53、54）组成，所述显示单元（4）包括多个LED数码显示器（41、47、48）和多个指示灯（42、43、44、45、46）；所述四个按键（51、52、53、54）分别与单片机31的P1（或P3）口的四条口线连接，所述数码显示器（41、47和48）中的每一位各包含1个7段数码显示器和带一个串行输入、8位用于驱动所述7段数码显示器的并行输出口的移位寄存器，所述移位寄存器的时钟输入端全部并联后接至所述单片机（31）的时钟输出线上，所述移位寄存器中的第一个移位寄存器的串行输入口接至所述单片机（3）的数据线上，所述其余移位寄存器的串行输入口接至该移位寄存器前一个移位寄存器的串行输出口上，所述单片机（31）的时钟输出线和数据线分别是所述单片机（31）的一条口线，所述多个指示灯（42、43、44、45、46）各有一个极与一个所述移位寄存器的对应输出端相连接，所述多个指示灯（42、43、44、45、46）各有另一个极与所述数码显示器（41、47和48）中的每一位的7段数码显示管的公共端连接。