專利名稱：一種微型燃?xì)廨啓C(jī)的顯示與通訊裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于微型燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種微型燃?xì)廨啓C(jī)的顯示與通訊裝置。
背景技術(shù)：
微型燃?xì)廨啓C(jī)簡(jiǎn)稱燃機(jī)在未來我國(guó)電力、動(dòng)力等國(guó)民經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域和國(guó)家安全等方面具有重要作用和戰(zhàn)略意義，先進(jìn)燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)是21世紀(jì)能源動(dòng)力系統(tǒng)中的核心關(guān)鍵技術(shù)，對(duì)于我國(guó)相關(guān)領(lǐng)域如能源、電力、航空、航天、船舶、車輛、軍事等國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防建設(shè)中的高新技術(shù)發(fā)展有著重大意義。微型燃?xì)廨啓C(jī)是由高速旋轉(zhuǎn)的葉輪構(gòu)成，將燃料燃燒產(chǎn)生的能量經(jīng)過透平對(duì)外做功而產(chǎn)生電能給負(fù)載供電。其主要由壓縮機(jī)、燃燒室、透平以及一些發(fā)電機(jī)組、回?zé)崞鹘M成，基本技術(shù)特征是采用徑流式葉輪機(jī)械(向心式透平和離心式壓氣機(jī))，在轉(zhuǎn)子上兩者葉輪為背靠背結(jié)構(gòu)，回?zé)崞饕话銥楦咝О宄崾剑恍C(jī)組還采用空氣軸承，不需要潤(rùn)滑油系統(tǒng)，這樣結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單。微型燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組具有高效率、低噪聲、重量輕、體積小、低污染、以及多臺(tái)集成擴(kuò)容等一系列優(yōu)點(diǎn)。
目前燃料的各種控制器品種繁多，而控制技術(shù)多采用可編程控制器(PLC)實(shí)現(xiàn)，屬二次開發(fā)，成本較高，升級(jí)換代過于復(fù)雜。采用數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)作為主控方式的仍為空白。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明提供一種微型燃?xì)廨啓C(jī)的顯示與通訊裝置(該項(xiàng)成果為國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃(“863”計(jì)劃)課題成果)。
燃料控制系統(tǒng)包括上位機(jī)、顯示及通訊裝置、中央控制裝置、燃燒控制裝置、燃料壓力控制裝置、逆變控制裝置、軟啟動(dòng)控制裝置、電池管理裝置；其中顯示及通訊裝置分別與上位機(jī)、中央控制裝置相連，燃燒控制裝置、燃料壓力控制裝置、逆變控制裝置、軟啟動(dòng)控制裝置、電池管理裝置相連，如圖1所示。
本發(fā)明即顯示及通訊裝置的硬件結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示，包括CPU、CAN總線收發(fā)器、RS232轉(zhuǎn)換電路、JTAG接口、復(fù)位電路、時(shí)鐘電路、4路電平轉(zhuǎn)換電路、鍵盤控制器、LCD顯示屏、外部存儲(chǔ)器及電源；顯示及通訊裝置的CPU選用數(shù)字信號(hào)處理器TMS32LF2407，其中CAN總線收發(fā)器、RS232轉(zhuǎn)換電路、JTAG接口、復(fù)位電路、時(shí)鐘電路分別與CPU的CAN接口、SCI接口、仿真接口、管腳RS、時(shí)鐘管腳相連；CAN總線收發(fā)器與CAN總線相連，CAN總線分別與中央控制裝置、燃燒控制裝置、燃料壓力控制裝置、逆變控制裝置、軟啟動(dòng)控制裝置、電池管理裝置相連，RS232轉(zhuǎn)換電路與上位機(jī)串口相連，電源通過一路電平轉(zhuǎn)換電路給CPU電源供電，CPU的地址口通過電平轉(zhuǎn)換電路與外部存儲(chǔ)器相連，CPU的數(shù)據(jù)口通過另一個(gè)電平轉(zhuǎn)換電路與外部存儲(chǔ)器相連，控制口、I/O口通過電平轉(zhuǎn)換電路與外部存儲(chǔ)器、鍵盤控制器相連，LCD顯示屏分別與控制口、數(shù)據(jù)口、電源相連。
本發(fā)明的鍵盤裝置的電路原理圖如圖3所示，數(shù)字信號(hào)處理器IC1的管腳IOPE2、IOPE3、IOPE4、XINT2分別與存儲(chǔ)芯片IC13的腳47、46、43、41相連，IC13的腳2、3、5、6分別與顯示鍵盤芯片IC18的腳6、7、8、觸發(fā)器IC24的腳4相連，IC18的腳9與IC24的腳1相連，IC18的腳17、16、15、14、13、12分別與鍵盤的列地址相連，IC18的腳21、20、19、18分別與鍵盤的行地址相連。
本發(fā)明的通訊裝置即RS232轉(zhuǎn)換電路如圖4所示，本發(fā)明的所有電平轉(zhuǎn)換電路選用74LVTH245芯片，IC19的腳3、4、5、6、8、9分別與數(shù)字信號(hào)處理器的I/O口相連，IC21的腳5、6分別與數(shù)字信號(hào)處理器的I/O口相連，IC19的腳14與CAN控制器IC11的腳4相連，IC21的腳14與CAN控制器IC11的腳1相連，IC11的腳7、6分別與CAN總線相連，IC19的腳15、14分別與RS-232轉(zhuǎn)換芯片IC12的腳11、12相連，IC21的腳15、14分別與RS-232轉(zhuǎn)換芯片IC12的腳11、12相連，IC12的腳13、14與上位機(jī)的串口相連。
本發(fā)明實(shí)現(xiàn)燃機(jī)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)顯示，參數(shù)的在線修改及一些控制命令的發(fā)送等，伴隨有大量的數(shù)據(jù)交換，并且要求速度要快，精度要高；考慮CAN總線在這方面的優(yōu)勢(shì)，通訊裝置采用了CAN總線的通信方式。由于本發(fā)明是燃機(jī)的一個(gè)單元，為了器件選擇的便易性及與其他裝置通訊的一致行，本裝置也采用了TI公司的TMS320LF2407A。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)燃機(jī)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)顯示，參數(shù)修改及一些控制命令的發(fā)送等，同時(shí)也的把這些數(shù)據(jù)發(fā)給上位機(jī)，實(shí)現(xiàn)上位機(jī)的顯示、繪圖、控制等一些職能，也需要大量的數(shù)據(jù)交換，本系統(tǒng)采用的是RS232串口通訊，實(shí)現(xiàn)下位機(jī)與上位機(jī)的通訊，這就涉及到了一個(gè)CAN通訊協(xié)議與RS232串口通訊轉(zhuǎn)換的問題。協(xié)議的轉(zhuǎn)換主要通過軟件實(shí)現(xiàn)，采用C語(yǔ)言編寫。通訊控制部分的工作狀態(tài)有二種，RS-232、CAN通訊狀態(tài)，采用中斷方式實(shí)現(xiàn)相互轉(zhuǎn)換。
通訊控制部分的主控制流程如圖5所示，是按以下步驟執(zhí)行的；(1)、主程序開始；(2)、初始化參數(shù)；(3)、根據(jù)初始化的參數(shù)改變工作狀態(tài)，返回步驟(2)。
實(shí)現(xiàn)RS-232通訊的流程如圖6所示，是按以下步驟執(zhí)行的；
(1)、啟動(dòng)RS-232中斷程序；(2)、中斷入口處理；(3)、判斷接收數(shù)據(jù)是否結(jié)束；如果是，執(zhí)行步驟(4)；如果否，執(zhí)行步驟(6)；(4)、數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換(提取數(shù)據(jù)字節(jié)、增加幀結(jié)構(gòu)、幀類型、字節(jié)長(zhǎng)度)；(5)、發(fā)送處理數(shù)據(jù)；(6)、開中斷；(7)、結(jié)束。
實(shí)現(xiàn)CAN通訊的流程如圖7所示，是按以下步驟執(zhí)行的；(1)、啟動(dòng)CAN中斷程序；(2)、中斷入口處理；(3)、判斷接收數(shù)據(jù)是否結(jié)束；如果是，執(zhí)行步驟(4)；如果否，執(zhí)行步驟(6)；(4)、數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換(解析字節(jié)長(zhǎng)度和字節(jié)內(nèi)容、增加數(shù)據(jù)頭、尾)；(5)、發(fā)送處理數(shù)據(jù)；(6)、開中斷；(7)、結(jié)束。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是高速度，大存儲(chǔ)容量，高精確度、安全可靠性、經(jīng)濟(jì)實(shí)用、技術(shù)先進(jìn)。


圖1為燃?xì)廨啓C(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖；圖2為顯示及通訊裝置的結(jié)構(gòu)框圖；圖3為鍵盤裝置的電路原理圖；圖4為RS232轉(zhuǎn)換電路的電路原理圖；圖5為通訊協(xié)議轉(zhuǎn)換主流程圖；圖6為RS-232協(xié)議的流程圖；圖7為CAN協(xié)議的流程圖；具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明；本發(fā)明中的顯示裝置由鍵盤和顯示裝置組成；考慮到工作環(huán)境溫度變化范圍較大，故采用河南有利華高科技開發(fā)有限公司生產(chǎn)的YD-611型號(hào)的彩色液晶顯示器。本發(fā)明的鍵盤控制器的電路原理圖如圖3所示，數(shù)字信號(hào)處理器IC1的管腳IOPE2、IOPE3、IOPE4、XINT2分別與存儲(chǔ)芯片IC13的腳47、46、43、41相連，IC13的腳2、3、5、6分別與顯示鍵盤芯片IC18的腳6、7、8、觸發(fā)器IC24的腳4相連，IC18的腳9與IC24的腳1相連，IC18的腳17、16、15、14、13、12分別與鍵盤的列地址相連，IC18的腳21、20、19、18分別與鍵盤的行地址相連。當(dāng)HD7279A檢測(cè)到有效的按鍵時(shí)，KEY引腳從高電平變?yōu)榈碗娖?，并一直保持到按鍵結(jié)束。經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn)，雖然HD7279A內(nèi)部含有去抖電路，但KEY引腳很容易受到干擾，在此引腳處接一片74HC14，有效抑制了干擾，使之運(yùn)行穩(wěn)定。
本發(fā)明的通訊部分即RS232轉(zhuǎn)換電路如圖4所示，本發(fā)明的所有電平轉(zhuǎn)換電路選用74LVTH245芯片，IC19的腳3、4、5、6、8、9與數(shù)字信號(hào)處理器的I/O口相連，IC21的腳5、6與數(shù)字信號(hào)處理器的I/O口相連，IC19的腳14與CAN控制器IC11的腳4相連，IC21的腳14與CAN控制器IC11的腳1相連，IC11的腳7、6分別與CAN總線相連，IC19的腳15、14分別與RS-232轉(zhuǎn)換芯片IC12的腳11、12相連，IC21的腳15、14分別與RS-232轉(zhuǎn)換芯片IC12的腳11、12相連，IC12的腳13、14與上位機(jī)的串口相連。
通訊控制部分的工作狀態(tài)有二種，RS-232、CAN通訊狀態(tài)，采用中斷方式實(shí)現(xiàn)相互轉(zhuǎn)換。
通訊控制部分的主控制流程如圖5所示，是按以下步驟執(zhí)行的；(1)、主程序開始；(2)、初始化參數(shù)；(3)、根據(jù)初始化的參數(shù)改變工作狀態(tài)，返回步驟(2)。
實(shí)現(xiàn)RS-232通訊的流程如圖6所示，是按以下步驟執(zhí)行的；(1)、啟動(dòng)RS-232中斷程序；(2)、中斷入口處理；(3)、判斷接收數(shù)據(jù)是否結(jié)束；如果是，執(zhí)行步驟(4)；如果否，執(zhí)行步驟(6)；(4)、數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換(提取數(shù)據(jù)字節(jié)、增加幀結(jié)構(gòu)、幀類型、字節(jié)長(zhǎng)度)；(5)、發(fā)送處理數(shù)據(jù)；(6)、開中斷；(7)、結(jié)束。
實(shí)現(xiàn)CAN通訊的流程如圖7所示，是按以下步驟執(zhí)行的；(1)、啟動(dòng)CAN中斷程序；(2)、中斷入口處理；(3)、判斷接收數(shù)據(jù)是否結(jié)束；如果是，執(zhí)行步驟(4)；如果否，執(zhí)行步驟(6)；
(4)、數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換(解析字節(jié)長(zhǎng)度和字節(jié)內(nèi)容、增加數(shù)據(jù)頭、尾)；(5)、發(fā)送處理數(shù)據(jù)；(6)、開中斷；(7)、結(jié)束。
權(quán)利要求
1.一種微型燃?xì)廨啓C(jī)的顯示與通訊裝置，其特征在于該裝置的CPU選用數(shù)字信號(hào)處理器TMS32LF2407A，其中CAN總線收發(fā)器、RS232轉(zhuǎn)換電路、JTAG接口、復(fù)位電路、時(shí)鐘電路分別與CPU的CAN接口、SCI接口、仿真接口、管腳RS、時(shí)鐘管腳相連；CAN總線收發(fā)器與CAN總線相連，CAN總線分別與中央控制裝置、燃燒控制裝置、燃料壓力控制裝置、逆變控制裝置、軟啟動(dòng)控制裝置、電池管理裝置相連，RS232轉(zhuǎn)換電路與上位機(jī)串口相連，電源通過一路電平轉(zhuǎn)換電路給CPU電源供電，CPU地址口通過電平轉(zhuǎn)換電路與外部存儲(chǔ)器相連，CPU的數(shù)據(jù)口通過另一個(gè)電平轉(zhuǎn)換電路與外部存儲(chǔ)器相連，控制口、I/O口通過電平轉(zhuǎn)換電路與外部存儲(chǔ)器、鍵盤控制器相連，LCD顯示屏分別與控制口、數(shù)據(jù)口、電源相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微型燃?xì)廨啓C(jī)的顯示與通訊裝置，其特征在于所述的鍵盤控制器中的數(shù)字信號(hào)處理器IC1的管腳IOPE2、IOPE3、IOPE4、XINT2分別與存儲(chǔ)芯片IC13的腳47、46、43、41相連，IC13的腳2、3、5、6分別與顯示鍵盤芯片IC18的腳6、7、8、觸發(fā)器IC24的腳4相連，IC18的腳9與IC24的腳1相連，IC18的腳17、16、15、14、13、12分別與鍵盤的列地址相連，IC18的腳21、20、19、18分別與鍵盤的行地址相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微型燃?xì)廨啓C(jī)的顯示與通訊裝置，其特征在于所述的通訊裝置即RS232轉(zhuǎn)換電路選用74LVTH245芯片，IC19的腳3、4、5、6、8、9與數(shù)字信號(hào)處理器的I/O口相連，IC21的腳5、6與數(shù)字信號(hào)處理器的I/O口相連，IC19的腳14與CAN控制器IC11的腳4相連，IC21的腳14與CAN控制器IC1 1的腳1相連，IC11的腳7、6分別與CAN總線相連，IC19的腳15、14分別與RS-232轉(zhuǎn)換芯片IC12的腳11、12相連，IC21的腳15、14分別與RS-232轉(zhuǎn)換芯片IC12的腳11、12相連，IC12的腳13、14與上位機(jī)的串口相連。
4.權(quán)利要求3所述的通訊裝置的控制方法，其特征在于該方法包括有主控制流程、RS-232通訊的流程、CAN通訊的流程。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的通訊裝置的控制方法，其特征在于所述的主控制流程包括以下步驟(1)、主程序開始；(2)、初始化參數(shù)；(3)、根據(jù)初始化的參數(shù)改變工作狀態(tài)，返回步驟(2)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的通訊裝置的控制方法，其特征在于所述的RS-232通訊的流程包括以下步驟(1)、啟動(dòng)RS-232中斷程序；(2)、中斷入口處理；(3)、判斷接收數(shù)據(jù)是否結(jié)束；如果是，執(zhí)行步驟(4)；如果否，執(zhí)行步驟(6)；(4)、數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換；(5)、發(fā)送處理數(shù)據(jù)；(6)、開中斷；(7)、結(jié)束。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的通訊裝置的控制方法，其特征在于所述的CAN通訊的流程包括以下步驟(1)、啟動(dòng)CAN中斷程序；(2)、中斷入口處理；(3)、判斷接收數(shù)據(jù)是否結(jié)束；如果是，執(zhí)行步驟(4)；如果否，執(zhí)行步驟(6)；(4)、數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換；(5)、發(fā)送處理數(shù)據(jù)；(6)、開中斷；(7)、結(jié)束。
全文摘要
一種微型燃?xì)廨啓C(jī)的顯示與通訊裝置，CPU選用數(shù)字信號(hào)處理器TMS32LF2407，其中CAN總線收發(fā)器、RS232轉(zhuǎn)換電路、JTAG接口、復(fù)位電路、時(shí)鐘電路分別與CPU的CAN接口、SCI接口、仿真接口、管腳RS、時(shí)鐘管腳相連；CAN總線收發(fā)器與CAN總線相連，CAN總線分別與中央控制裝置、燃燒控制裝置、燃料壓力控制裝置、逆變控制裝置、軟啟動(dòng)控制裝置、電池管理裝置相連，RS232轉(zhuǎn)換電路與上位機(jī)串口相連，電源通過一路電平轉(zhuǎn)換電路給CPU電源供電，CPU的地址口通過電平轉(zhuǎn)換電路與外部存儲(chǔ)器相連，CPU的數(shù)據(jù)口通過另一個(gè)電平轉(zhuǎn)換電路與外部存儲(chǔ)器相連，控制口、I/O口通過通過電平轉(zhuǎn)換電路與外部存儲(chǔ)器、鍵盤控制器相連，LCD顯示屏分別與控制口、數(shù)據(jù)口、電源相連；本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是速度高，存儲(chǔ)量大，精度高、安全可靠、經(jīng)濟(jì)實(shí)用、技術(shù)先進(jìn)。
文檔編號(hào)F02C9/00GK101093393SQ200710011970
公開日2007年12月26日 申請(qǐng)日期2007年7月5日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月5日
發(fā)明者張化光, 閆士杰, 李愛平, 陳宏志, 邊春元, 閆大朋 申請(qǐng)人:東北大學(xué)