專利名稱：煤礦用單片機(jī)脫機(jī)在線編程器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于一種程序編輯設(shè)備，具體涉及一種井下用的煤礦用單片機(jī) 脫機(jī)在線編程器。
背景技術(shù)：
在井下的控制系統(tǒng)中，包含各種采集器、控制器和處理器，而很多控制 器和處理器都采用了單片機(jī)技術(shù)，但井下單片機(jī)電路中的程序更新卻非常困難， 需要在地面把程序編制好之后，存入計(jì)算機(jī)中，再將計(jì)算機(jī)帶到井下，與井下 的單片機(jī)對(duì)接，將程序拷貝進(jìn)單片機(jī)，整個(gè)過程非常復(fù)雜，同時(shí)，計(jì)算機(jī)需要
220V電源供電，而井下的用電安全和隔爆技術(shù)的要求都非常高，要使計(jì)算機(jī)能 在井下安全使用，也會(huì)增加安全處理的技術(shù)難度和處理成本。
傳統(tǒng)技術(shù)的缺點(diǎn)是沒有一種安全快捷的井下單片機(jī)程序更新設(shè)備，井下
單片機(jī)程序更新的技術(shù)難度高、處理成本高，安全性低，且處理過程復(fù)雜。
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，安全快捷的煤礦用單片 機(jī)脫機(jī)在線編程器。
為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型所述的煤礦用單片機(jī)脫機(jī)在線編程器，其關(guān)
鍵在于由主存儲(chǔ)器，上位機(jī)接口電路、下位機(jī)接口電路、控制電路和電源電 路組成，其中電源電路為各單元電路供電，所述主存儲(chǔ)器設(shè)置有第一輸入/輸出
端組TXD、 RXD，該TXD端和RXD端與所述上位機(jī)接口電路連接，該上位機(jī)接口 電路設(shè)置有計(jì)算機(jī)插針，主存儲(chǔ)器通過上位機(jī)接口電路與上位計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù) 交換；所述主存儲(chǔ)器還設(shè)置有第二輸入/輸出端組TXDl、 RXD1，該TXD1端和RXD1 端與所述下位機(jī)接口電路連接，該下位機(jī)接口電路為插針，主存儲(chǔ)器通過下位 機(jī)接口電路與下位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換；
所述主存儲(chǔ)器還設(shè)置有第一控制端RST和第二控制端P0. 14，所述RST端和 P0.14端與所述控制電路連接，該控制電路包括第一復(fù)位開關(guān)、限流電阻和隔離 芯片，其中限流電阻的一端接高電平，另一端串所述第一復(fù)位開關(guān)后與地連接， 所述限流電阻的另一端還接所述隔離芯片的輸入端，該隔離芯片的輸出端輸出 控制信號(hào)給所述主存儲(chǔ)器的第一控制端RST;
所述控制電路還包括第二復(fù)位開關(guān)和上拉電阻，其中上拉電阻的一端接高 電平，另一端串所述第二復(fù)位開關(guān)后與地連接，該第二復(fù)位開關(guān)和上拉電阻的 公共端輸出控制信號(hào)給所述主存儲(chǔ)器的第二控制端PO. 14。
編程器分別設(shè)置有上位機(jī)接口電路、下位機(jī)接口電路，可通過上位機(jī)接口 電路與地面的計(jì)算機(jī)連接，獲取計(jì)算機(jī)內(nèi)編制好的程序，并存入主存儲(chǔ)器中， 再通過下位機(jī)接口電路與井下的單片機(jī)連接，實(shí)現(xiàn)單片機(jī)內(nèi)的程序更新。取代 了將計(jì)算機(jī)帶到井下進(jìn)行處理的復(fù)雜過程。
所述上位機(jī)接口電路還設(shè)置有串口芯片、第一電阻和第二電阻，其中串口 芯片的下位接口端組DIN2、 R0UT2分別連接所述主存儲(chǔ)器的第一輸入/輸出端組 TXD、 RXD，所述DIN2端還串接所述第一電阻后與高電平連接，所述R0UT2端還 串接所述第二電阻后與高電平連接，所述串口芯片的上位接口端組D0UT2、 RIN2 與所述計(jì)算機(jī)插針連接。
串口芯片便于將上位計(jì)算機(jī)中的程序?qū)懭胫鞔鎯?chǔ)器中。
所述電源電路包括USP接口和三端電源，該USP接口輸出高電平給三端電 源的輸入端，三端電源的輸出端輸出安全電壓，該三端電源的輸入端和輸出端 分別串接有穩(wěn)壓電容與地連接。USP接口可以從計(jì)算機(jī)和下位單片機(jī)獲得工作電源，以保證各單元電路能正 常工作，同時(shí)，該USP接口和三端電源提供的是5V安全電壓，不需要對(duì)編程器 進(jìn)行隔爆技術(shù)，提高了拷貝的安全性，簡(jiǎn)化了整個(gè)拷貝成本，提高了拷貝速度。
所述主存儲(chǔ)器還設(shè)置有工作顯示端PR0G，該工作顯示端PR0G連接發(fā)光二極 管的負(fù)極，該發(fā)光二極管的正極串電阻后與高電平連接；
當(dāng)主存儲(chǔ)器向下位單片機(jī)拷貝程序時(shí)，工作顯示端PROG給出低電平，驅(qū)動(dòng) 發(fā)光二極管工作發(fā)光，提示正處于拷貝工作狀態(tài)，當(dāng)程序拷貝結(jié)束，發(fā)光二極 管熄滅。
所述主存儲(chǔ)器還設(shè)置有錯(cuò)誤提示端ERROR,該錯(cuò)誤提示端ERROR連接發(fā)光二 極管的負(fù)極，該發(fā)光二極管的正極串電阻后與高電平連接；
拷貝工作出錯(cuò)，主存儲(chǔ)器將驅(qū)動(dòng)錯(cuò)誤提示的發(fā)光二極管亮，需要重新拷貝。
所述主存儲(chǔ)器還設(shè)置有電源顯示端GND，該電源顯示端GND連接發(fā)光二極管 的負(fù)極，該發(fā)光二極管的正極串電阻后與高電平連接。
本實(shí)用新型的顯著效果是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小、方便攜帶、價(jià)格低，性能 可靠，同時(shí)，不使用計(jì)算機(jī)、不需要附加電源，提高了拷貝的安全性，簡(jiǎn)化了 整個(gè)拷貝成本，提高了拷貝速度。


圖l是本實(shí)用新型的原理框圖； 圖2是本實(shí)用新型的電路原理圖； 圖3是控制電路的電路原理圖； 圖4是電源電路的電路原理圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。如圖1、 2、 3、 4所示 一種煤礦用單片機(jī)脫機(jī)在線編程器，由主存儲(chǔ)器Ul, 上位機(jī)接口電路l、下位機(jī)接口電路2、控制電路3和電源電路4組成，其中電 源電路4為各單元電路供電，所述主存儲(chǔ)器Ul設(shè)置有第一輸入/輸出端組TXD、 RXD，該TXD端和RXD端與所述上位機(jī)接口電路1連接，該上位機(jī)接口電路1設(shè) 置有計(jì)算機(jī)插針Jl，主存儲(chǔ)器Ul通過上位機(jī)接口電路1與上位計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù) 交換；
主存儲(chǔ)器Ul的型號(hào)為LPC213X，計(jì)算機(jī)插針Jl為9針插頭。 所述主存儲(chǔ)器Ul還設(shè)置有第二輸入/輸出端組TXD1、 RXD1，該TXD1端和 RXD1端與所述下位機(jī)接口電路2連接，該下位機(jī)接口電路2為插針P1，主存儲(chǔ) 器Ul通過下位機(jī)接口電路2與下位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換；
如圖3所示:所述主存儲(chǔ)器Ul還設(shè)置有第一控制端RST和第二控制端P0. 14， 所述RST端和P0. 14端與所述控制電路3連接，該控制電路3包括第一復(fù)位開 關(guān)Kl、限流電阻R4和隔離芯片U2，其中限流電阻R4的一端接高電平，另一端 串所述第一復(fù)位開關(guān)Kl后與地連接，所述限流電阻R4的另一端還接所述隔離 芯片U2的輸入端，該隔離芯片U2的輸出端輸出控制信號(hào)給所述主存儲(chǔ)器U1的 第一控制端RST;
所述控制電路3還包括第二復(fù)位開關(guān)K2和上拉電阻R5，其中上拉電阻R5 的一端接高電平，另一端串所述第二復(fù)位開關(guān)K2后與地連接，.該第二復(fù)位開關(guān) K2和上拉電阻R5的公共端輸出控制信號(hào)給所述主存儲(chǔ)器Ul的第二控制端 P0. 14。
編程器分別設(shè)置有上位機(jī)接口電路l、下位機(jī)接口電路2，可通過上位機(jī)接 口電路1與地面的計(jì)算機(jī)連接，獲取計(jì)算機(jī)內(nèi)編制好的程序，并存入主存儲(chǔ)器 Ul中，再通過下位機(jī)接口電路2與井下的單片機(jī)連接，實(shí)現(xiàn)單片機(jī)內(nèi)的程序更 新。取代了將計(jì)算機(jī)帶到井下進(jìn)行處理的復(fù)雜過程。如圖2所示所述上位機(jī)接口電路1還設(shè)置有串口芯片U3、第一電阻R1和 第二電阻R2，其中串口芯片U3的下位接口端組DIN2、 R0UT2分別連接所述主存 儲(chǔ)器Ul的第一輸入/輸出端組TXD、 RXD，所述DIN2端還串接所述第一電阻Rl 后與高電平連接，所述R0UT2端還串接所述第二電阻R2后與高電平連接，所述 串口芯片U3的上位接口端組D0UT2、 RIN2與所述計(jì)算機(jī)插針Jl連接。 串口芯片U3為232串口芯片，其型號(hào)為MAX3232CD。 串口芯片U3便于將上位計(jì)算機(jī)中的程序?qū)懭胫鞔鎯?chǔ)器U1中。 如圖4所示所述電源電路4包括USP接口和三端電源U4，該USP接口輸 出高電平給三端電源U4的輸入端，三端電源U4的輸出端輸出安全電壓，該三 端電源U4的輸入端和輸出端分別串接有穩(wěn)壓電容與地連接。
USP接口可以從計(jì)算機(jī)和下位單片機(jī)獲得工作電源，以保證各單元電路能正 常工作，同時(shí)，該USP接口和三端電源U4提供的是5V安全電壓，不需要對(duì)編 程器進(jìn)行隔爆技術(shù)，提高了拷貝的安全性，簡(jiǎn)化了整個(gè)拷貝成本，提高了拷貝 速度。
如圖2所示所述主存儲(chǔ)器Ul還設(shè)置有工作顯示端PR0G，該工作顯示端 PROG連接發(fā)光二極管的負(fù)極，該發(fā)光二極管的正極串電阻后與高電平連接；
當(dāng)主存儲(chǔ)器U1向下位單片機(jī)拷貝程序時(shí)，工作顯示端PR0G給出低電平， 驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管工作發(fā)光，提示正處于拷貝工作狀態(tài)，當(dāng)程序拷貝結(jié)束，發(fā)光 二極管熄滅。
所述主存儲(chǔ)器Ul還設(shè)置有錯(cuò)誤提示端ERROR,該錯(cuò)誤提示端ERROR連接發(fā) 光二極管的負(fù)極，該發(fā)光二極管的正極串電阻后與高電平連接；
拷貝工作出錯(cuò)，主存儲(chǔ)器U1將驅(qū)動(dòng)錯(cuò)誤提示的發(fā)光二極管亮，需要重新拷貝。所述主存儲(chǔ)器Ul還設(shè)置有電源顯示端GND,該電源顯示端GND連接發(fā)光二 極管的負(fù)極，該發(fā)光二極管的正極串電阻后與高電平連接。 其工作原理是
在地面，將計(jì)算機(jī)插針Jl和USP接口與計(jì)算機(jī)連接，USP接口獲取工作電 源，按動(dòng)第一復(fù)位開關(guān)K1，主存儲(chǔ)器U1通過232串口從計(jì)算機(jī)復(fù)制程序，可通 過計(jì)算機(jī)顯示器了解該復(fù)制進(jìn)程。
在井下，將插針P1和USP接口與下位單片機(jī)連接，USP接口獲取工作電源， 按動(dòng)第二復(fù)位開關(guān)K2，主存儲(chǔ)器U1向單片機(jī)復(fù)制程序，主存儲(chǔ)器U1工作顯示 端PROG連接的工作提示發(fā)光二極管亮，當(dāng)復(fù)制完成，該發(fā)光二極管熄滅。
本實(shí)用新型還可以從下位單片機(jī)獲取數(shù)據(jù)信息，轉(zhuǎn)發(fā)給計(jì)算機(jī)。其操作過 程與程序復(fù)制過程相反，而獲取信息成功與否，可通過單片機(jī)上的發(fā)光二極管獲得。
下位機(jī)可以是單片機(jī)，也可以是單板機(jī)或工控機(jī)。
權(quán)利要求1、一種煤礦用單片機(jī)脫機(jī)在線編程器，其特征在于由主存儲(chǔ)器(U1)，上位機(jī)接口電路(1)、下位機(jī)接口電路(2)、控制電路(3)和電源電路(4)組成，其中電源電路(4)為各單元電路供電，所述主存儲(chǔ)器(U1)設(shè)置有第一輸入/輸出端組(TXD、RXD)，該TXD端和RXD端與所述上位機(jī)接口電路(1)連接，該上位機(jī)接口電路(1)設(shè)置有計(jì)算機(jī)插針(J1)，主存儲(chǔ)器(U1)通過上位機(jī)接口電路(1)與上位計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換；所述主存儲(chǔ)器(U1)還設(shè)置有第二輸入/輸出端組(TXD1、RXD1)，該TXD1端和RXD1端與所述下位機(jī)接口電路(2)連接，該下位機(jī)接口電路(2)為插針(P1)，主存儲(chǔ)器(U1)通過下位機(jī)接口電路(2)與下位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換；所述主存儲(chǔ)器(U1)還設(shè)置有第一控制端RST和第二控制端P0.14，所述RST端和P0.14端與所述控制電路(3)連接，該控制電路(3)包括第一復(fù)位開關(guān)(K1)、限流電阻(R4)和隔離芯片(U2)，其中限流電阻(R4)的一端接高電平，另一端串所述第一復(fù)位開關(guān)(K1)后與地連接，所述限流電阻(R4)的另一端還接所述隔離芯片(U2)的輸入端，該隔離芯片(U2)的輸出端輸出控制信號(hào)給所述主存儲(chǔ)器(U1)的第一控制端RST；所述控制電路(3)還包括第二復(fù)位開關(guān)(K2)和上拉電阻(R5)，其中上拉電阻(R5)的一端接高電平，另一端串所述第二復(fù)位開關(guān)(K2)后與地連接，該第二復(fù)位開關(guān)(K2)和上拉電阻(R5)的公共端輸出控制信號(hào)給所述主存儲(chǔ)器(U1)的第二控制端P0.14。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤礦用單片機(jī)脫機(jī)在線編程器，其特征在于所述上位機(jī)接口電路(1)還設(shè)置有串口芯片(U3)、第一電阻(Rl)和第二電阻 (R2),其中串口芯片(U3)的下位接口端組(DIN2、 R0UT2)分別連接所述主 存儲(chǔ)器(Ul)的第一輸入/輸出端組(TXD、 RXD)，所述DIN2端還串接所述第一 電阻(Rl)后與高電平連接，所述R0UT2端還串接所述第二電阻(R2)后與高 電平連接，所述串口芯片(U3)的上位接口端組(D0UT2、 RIN2)與所述計(jì)算機(jī) 插針(Jl)連接。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤礦用單片機(jī)脫機(jī)在線編程器，其特征在于所 述電源電路(4)包括USP接口和三端電源(U4)，該USP接口輸出高電平給三 端電源(U4)的輸入端，三端電源(U4)的輸出端輸出安全電壓，該三端電源(U4)的輸入端和輸出端分別串接有穩(wěn)壓電容與地連接。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤礦用單片機(jī)脫機(jī)在線編程器，其特征在于所 述主存儲(chǔ)器(Ul)還設(shè)置有工作顯示端PR0G，該工作顯示端PR0G連接發(fā)光二極 管的負(fù)極，該發(fā)光二極管的正極串電阻后與高電平連接；所述主存儲(chǔ)器(Ul)還設(shè)置有錯(cuò)誤提示端ERR0R，該錯(cuò)誤提示端ERROR連接 發(fā)光二極管的負(fù)極，該發(fā)光二極管的正極串電阻后與高電平連接；所述主存儲(chǔ)器(Ul)還設(shè)置有電源顯示端GND,該電源顯示端GND連接發(fā)光 二極管的負(fù)極，該發(fā)光二極管的正極串電阻后與高電平連接。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種煤礦用單片機(jī)脫機(jī)在線編程器，其特征在于由主存儲(chǔ)器，上位機(jī)接口電路、下位機(jī)接口電路、控制電路和電源電路組成，其中電源電路為各單元電路供電，所述主存儲(chǔ)器設(shè)置有第一輸入/輸出端組與所述上位機(jī)接口電路連接，該上位機(jī)接口電路設(shè)置有計(jì)算機(jī)插針，主存儲(chǔ)器通過上位機(jī)接口電路與上位計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換；所述主存儲(chǔ)器還設(shè)置有第二輸入/輸出端組與所述下位機(jī)接口電路連接，該下位機(jī)接口電路為插針，主存儲(chǔ)器通過下位機(jī)接口電路與下位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。其顯著效果是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小、方便攜帶、價(jià)格低，性能可靠，同時(shí)，不使用計(jì)算機(jī)、不需要附加電源，提高了拷貝的安全性，簡(jiǎn)化了整個(gè)拷貝成本，提高了拷貝速度。
文檔編號(hào)G05B19/04GK201130318SQ20072018859
公開日2008年10月8日 申請(qǐng)日期2007年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月20日
發(fā)明者方崇全, 湯朝明, 蒙 王, 郭江濤, 魯遠(yuǎn)祥 申請(qǐng)人:煤炭科學(xué)研究總院重慶研究院