專利名稱：具有通道控制功能的數(shù)字電源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種電源設(shè)備，尤指一種具有通道控制功能的數(shù)字電源。
背景技術(shù)：
無論是在科研院所、實驗室，還是生產(chǎn)線，電源設(shè)備無處不在，而且，由于對生產(chǎn)測 試效率和輸出精度要求的不斷提高，對電源設(shè)備的可編程性、可監(jiān)控性以及安全性的需求 也越來越迫切?？删幊屉娫淳褪亲陨淼哪承┕δ芑騾?shù)可以通過計算機軟件編程控制的電源。因 此，可編程電源一般配備了 RS-232、USB、LAN、GPIB等接口，通過這些接口可把電源集成到 自動化測試系統(tǒng)內(nèi)，這樣就可與其他可編程儀器可共同組成測試效率極高的專業(yè)測試系 統(tǒng)?？删幊屉娫炊加袛?shù)字控制單元，用來控制輸出電路的參數(shù)。如圖1所示，可編程電源一 般由下面幾個單元組成，每個單元的功能以及連接關(guān)系如下①.CPU 中央處理單元；它是整個系統(tǒng)的控制中心，系統(tǒng)的各個部分和資源都由 它來控制、調(diào)配和監(jiān)控；②.鍵盤人機交互最直接最常用的方式，用戶可通過鍵盤控制電源的輸出以及 進行其它功能的設(shè)置；③.顯示主要作用是監(jiān)控電源的參數(shù)和狀態(tài)，包括設(shè)置參數(shù)、輸出參數(shù)、輸出狀 態(tài)等等；④.外圍接口 主要包括1 232、6 18、舊8、^^;它起到連接上位機和網(wǎng)絡(luò)的作用， 用戶可以通過發(fā)命令等方式來遠程控制和監(jiān)控電源，甚至可以實現(xiàn)直接操作鍵盤實現(xiàn)不了 的功能；⑤.DA 數(shù)模轉(zhuǎn)換器；CPU設(shè)置功率電路參數(shù)時，需要通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器來把數(shù)字信 號轉(zhuǎn)化成模擬信號；⑥.AD 模數(shù)轉(zhuǎn)換器；讀回功率電路的輸出值和輸出狀態(tài)時，功率電路給CPU傳遞 這些信息時需要通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器把模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號；⑦.模擬功率輸出和測量電路產(chǎn)生用戶所設(shè)置的輸出信號，并且實時讀回電路 的輸出值和狀態(tài)信息?？删幊屉娫纯梢杂袉温份敵龅?，也可以有多路同時輸出的。多路輸出的電源是以 單路輸出電源為基礎(chǔ)的，有幾路輸出，就有幾個模擬功率輸出單元。一般來說，當(dāng)需要控制 某路電源時，則需要先選中該路，然后才能進行參數(shù)設(shè)置等操作。對于多路可編程電源來說，一般要求做到每通道單獨可控，這樣就需要在人機界 面上有能明確區(qū)分通道的標志或方法。尤其是對于大功率的電源來說，更是需要很明顯地 讓用戶知道現(xiàn)在所選中的是哪個通道。否則當(dāng)用戶設(shè)置一個通道的參數(shù)時，其實此時選中 的是另外一個通道，設(shè)置的也是另外一個通道，這樣會非常危險，會造成用戶意想不到的輸
出結(jié)果ο因此對于多路電源來說，明顯的區(qū)分和識別當(dāng)前所選擇通道是非常重要的，也是
3衡量一個多路電源操控安全性很重要的標志，而當(dāng)前多路電源在這方面做得還比較欠缺。
實用新型內(nèi)容為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的不安全因素，特別是容易傷害外部電路的不安全因素，本 實用新型的目的是提供一種具有通道控制功能的數(shù)字電源，它可對所按下的通道選擇按鍵 作出明顯的區(qū)分和識別。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用以下技術(shù)方案一種具有通道控制功能的數(shù)字電源，包括CPU ；裝在面板上的鍵盤，其輸出接CPU的鍵盤輸入口 ；顯示器，其輸入接CPU的顯示控制口 ；外圍接口，與CPU的通訊口連接；多通道模擬功率輸出和測量電路，其模擬功率輸入端和測量輸出端分別連接數(shù)模 轉(zhuǎn)換器和模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其特征在于所述面板上設(shè)有用于控制各通道的通道開關(guān)和通道選擇按鍵，通道選擇按鍵的數(shù) 量與電源的通道數(shù)相等；所述CPU的數(shù)據(jù)口與數(shù)模轉(zhuǎn)換器和模數(shù)轉(zhuǎn)換器之間串接中間接口電路，該中間接 口電路檢測所述通道開關(guān)和通道選擇按鍵的狀態(tài)，通過CPU控制顯示器，對所按下的通道 選擇按鍵所對應(yīng)的通道的邊框進行呼吸閃爍式顯示，并將所檢測的通道開關(guān)和通道選擇按 鍵的狀態(tài)送入CPU中，CPU處理的結(jié)果由該中間接口電路經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換器和模數(shù)轉(zhuǎn)換器送至 多通道模擬功率輸出和測量電路。進一步地所述通道開關(guān)的數(shù)量為1或與電源的通道數(shù)相等。本實用新型由于可對所按下的通道選擇按鍵作出明顯的區(qū)分和識別，因此避免了 用戶的錯誤操作。

圖1為現(xiàn)有技術(shù)的整體結(jié)構(gòu)框圖；圖2為本實用新型的整體結(jié)構(gòu)框圖；圖3為本實用新型的面板的按鍵布局圖；圖4和圖5分別為選中+25V通道和+6V通道時的顯示界面圖；圖6為本實用新型中的軟件模塊圖；圖7為本實用新型的軟件中+25V通道開關(guān)的運行流程圖圖8為本實用新型的軟件中選中+25V為當(dāng)前操作通道的程序流程圖；圖9為選中通道的邊框呼吸閃爍效果的程序流程圖；圖10為邊框圖片的切換順序。
具體實施方式
本實用新型為一種具有通道控制功能的數(shù)字電源，如圖2所示，它由下面幾個單 元組成，每個單元的功能以及連接關(guān)系如下[0036]①.CPU:中央處理單元，它是整個系統(tǒng)的控制中心，系統(tǒng)的各個部分和資源都由 它來控制、調(diào)配和監(jiān)控；②.鍵盤用戶可通過鍵盤控制電源的輸出以及進行其它功能的設(shè)置；③.顯示主要作用是監(jiān)控電源的參數(shù)和狀態(tài)，包括設(shè)置參數(shù)、輸出參數(shù)、輸出狀 態(tài)等等；④.外圍接口 接口包括6 仍、舊8、^^;它起到連接上位機(一般來說是PC)和 網(wǎng)絡(luò)的作用，這樣用戶可以通過發(fā)命令等方式來遠程控制和監(jiān)控電源，甚至可以實現(xiàn)直接 操作鍵盤實現(xiàn)不了的功能；⑤.DA 數(shù)模轉(zhuǎn)換器；CPU設(shè)置功率電路參數(shù)時，需要通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器來把數(shù)字信 號轉(zhuǎn)化成模擬信號，因為CPU處理的是數(shù)字信號，而電源的功率電路處理的是模擬信號；⑥.AD 模數(shù)轉(zhuǎn)換器；讀回功率電路的輸出值和輸出狀態(tài)時，功率電路給CPU傳遞 這些信息時需要通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器，即把模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號；⑦.多通道模擬功率輸出和測量電路通過接收DA傳遞過來的參考電壓，產(chǎn)生用 戶所設(shè)置的輸出信號，并且實時讀回電路的輸出值和狀態(tài)信息；⑧.FPGA 中間接口電路，是數(shù)字板和控制模擬板的橋梁和中轉(zhuǎn)。其中鍵盤裝在面板上，其輸出接CPU的鍵盤輸入口 ；顯示器，其輸入接CPU的顯示控制口 ；外圍接口，與CPU的通訊口連接；多通道模擬功率輸出和測量電路，其模擬功率輸入端和測量輸出端分別連接數(shù)模 轉(zhuǎn)換器和模數(shù)轉(zhuǎn)換器；面板上設(shè)有用于控制各通道的通道開關(guān)和通道選擇按鍵，通道選擇按鍵的數(shù)量與 電源的通道數(shù)相等；中間接口電路串接在CPU的數(shù)據(jù)口與數(shù)模轉(zhuǎn)換器和模數(shù)轉(zhuǎn)換器之間，該中間接口 電路檢測所述通道開關(guān)和通道選擇按鍵的狀態(tài)，通過CPU控制顯示器對所按下的通道選擇 按鍵進行突出顯示，并將所檢測的通道開關(guān)和通道選擇按鍵的狀態(tài)送入CPU中，CPU處理的 結(jié)果由該中間接口電路經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換器和模數(shù)轉(zhuǎn)換器送至多通道模擬功率輸出和測量電路。要選擇某個通道，需要對面板上的按鍵進行操作，如圖3所示，面板上設(shè)有用于控 制+6V、+25V、-25V三個通道的通道開關(guān)鍵|on/off|:和通道選擇按鍵丨_、Ρ25 |。按下_鍵時，選中+25V通道，此時界面如圖4 ；按下_鍵時，選中+6V通道，此 時界面如圖5。由以上兩圖可以看出，選中+25V通道時的通道底色明顯比沒有選中+25V時 亮，且邊框可以呈呼吸閃爍效果(對于另外兩個通道來說也是如此)，這樣所選中通道的區(qū) 分度就大大增強了，用戶一眼就能看出此時選中的是哪個通道。從圖中可見，平時顯示器顯示各通道選擇按鍵的標識、按鍵邊框、各通道的參數(shù) 等，而中間接口電路則檢測通道選擇按鍵的狀態(tài)。當(dāng)檢測到某個通道選擇按鍵被按下后， 便通過CPU控制顯示器，對所按下的通道選擇按鍵所對應(yīng)的通道的邊框進行呼吸閃爍式顯 示，用于突出所述通道的邊框。這里所謂呼吸閃爍式顯示是對邊框進行由暗漸明再由明漸 暗循環(huán)顯示的結(jié)果。邊框亮度的明暗漸變，也可以通過貼不同亮度的邊框圖片來實現(xiàn)。[0054]現(xiàn)在介紹一下本實用新型的軟件Robin中和通道開關(guān)、通道選擇按鍵以及相應(yīng)顯 示有關(guān)的模塊，如圖6所示①.事件池模塊這是軟件系統(tǒng)的核心模塊，負責(zé)處理各個線程之間的通信；②.Boardmanager線程這是軟件系統(tǒng)中和模擬功率電路打交道的一個線程，它 通過硬件驅(qū)動接口和模擬功率電路通信，用來設(shè)置模擬功率電路的參數(shù)和讀回模擬功率電 路的輸出以及狀態(tài)；③.Driver 模擬功率電路的驅(qū)動接口 ；④.⑶I線程Robin中專門負責(zé)顯示的線程，在這個線程中畫好需要顯示的界面， 然后通過硬件接口驅(qū)動傳遞給LCD進行顯示；⑤.Driver :LCD電路的驅(qū)動接口 ；⑥.Key線程接收底層驅(qū)動所取得的鍵值，并做出相應(yīng)處理，然后再把有效鍵值 傳遞給系統(tǒng)的其它模塊做出相應(yīng)的動作；⑦.Driver 按鍵采集電路的驅(qū)動接口。在Robin的軟件中，通道開關(guān)、通道選擇以及相應(yīng)顯示有關(guān)的功能主要和Key、 BoardManager和GUI線程有關(guān)(圖8中的②、④、⑥)，①是為線程間通信和交互信息所用， 而③、⑤、⑦則是軟件和硬件打交道的驅(qū)動接口。下面以+25V通道為例，說明按下鍵下面對應(yīng)的|0n/Of_鍵時，程序運行的流 程(圖7)步驟101 首先按下^^鍵下面對應(yīng)的|0n/off|鍵；步驟102 判斷此時+25V通道輸出是否開啟；步驟103 如果步驟102的判斷為“是”，即此時+25V通道的輸出是開啟的，那么就 要關(guān)閉它的輸出，那么就調(diào)用函數(shù)SetVolt (P25，0)和SetCurr (P25，0)，這兩個函數(shù)是DSP和FPGA的通信接口函數(shù)，意思是把+25V通道的輸出電壓和輸 出電流都設(shè)置為0，然后把數(shù)據(jù)發(fā)送給FPGA，通過把為0的設(shè)置電壓和電流值傳遞給模擬功 率電路，此時模擬功率電路的輸出電壓電流一定為0，那么就達到了輸出關(guān)閉的效果；步驟104 如果步驟102的判斷為“否”，即此時+25V通道的輸出是關(guān)閉的，那么就 要開啟它的輸出，首先調(diào)出+25V通道所保存的設(shè)置電壓電流值(即界面上設(shè)置欄所顯示的 電壓電流值)，然后再通過函數(shù) SetVolt (P25，VoltValue)和 SetCurr (P25，CurrValue)來 調(diào)用DSP和FPGA的通信接口 ；步驟105 把以上設(shè)置好的電壓電流值傳遞給FPGA，然后再通過DA傳遞給模擬電 路相應(yīng)的參考端，此時就能輸出用戶所設(shè)定的值(如果設(shè)定電壓電流值為0，那么輸出也全 為0，相當(dāng)于通道輸出是關(guān)閉的)。再以+25V通道為例，說明按下鍵選擇+25V通道當(dāng)前操作通道時，程序運行 的流程(圖8)步驟201:按下鍵；步驟202 發(fā)消息給BoardManager線程，通道選擇參數(shù)設(shè)置為SELP25，即為選擇了 +25V通道；步驟203 再發(fā)消息給⑶I線程，重新刷新界面，使得所選中的+25V通道底色變亮，且有亮邊框；另外兩個沒有選中的通道底色變暗，且無亮邊框。再以+25V通道為例，說明當(dāng)選中+25V通道時，它的邊框呼吸閃爍效果的程序流程 (圖 9)步驟301 查詢定時是否到了 0. 2秒，如果沒到，繼續(xù)查詢；步驟302 如果步驟301的判斷為“是”，則給⑶I發(fā)消息，變換所選中通道的邊框 亮度，邊框亮度按照明暗漸變，實際上是貼不同亮度的邊框圖片來實現(xiàn)的，每個通道有5種 亮度不一的邊框圖片，這個步驟就是再這些邊框圖片直接來回切換顯示，這樣就能達到邊 框有呼吸閃爍的效果，圖10是邊框圖片切換順序示意圖，1代表亮度最暗的邊框圖片，5代 表亮度最亮的邊框圖片，箭頭為切換的順序和方向。由以上所述，由1變到2需要0. 2秒，由2變到3同樣需要0. 2秒，以此類推可知 邊框閃爍是2秒鐘變一個來回，一共分5級亮度，通過實驗可知，在這種閃爍頻率以及亮度 的動態(tài)范圍下，人眼長時間觀看不容易疲勞，并且對選中通道有很明顯的區(qū)分度，系統(tǒng)占用 的資源(時間資源和空間資源)也不多。在本實用新型的其它實施例中，可有其它變化。如通道輸出關(guān)閉可以有以下變形①.可改用繼電器來關(guān)閉通道輸出；②.可改用硬件開關(guān)來切斷通道的輸出。通道開關(guān)鍵的數(shù)量除了與電源的通道數(shù)相等外，還可以①·只有一個·|θη/ο評鍵，通過選擇當(dāng)前操作通道來關(guān)閉當(dāng)前操作通道的輸出；②.可以有一個總的|On/o什鍵，按這個鍵可以同時開啟關(guān)閉所有通道的輸出。通道選擇按鍵可以有以下變形①.可以用方向鍵來回切換所選中的通道。通道開關(guān)觸發(fā)后控制流程可以有以下幾種①.可觸發(fā)繼電器來關(guān)閉通道輸出；②.可觸發(fā)硬件開關(guān)來切斷通道的輸出。通道選擇按鍵觸發(fā)后，顯示屏上的通道設(shè)置參數(shù)的邊框產(chǎn)生的“呼吸閃爍”效果， 可以有以下變形①.邊框明暗變化的頻率可以有變化，比如變快或者變慢；②.邊框明暗變化可以轉(zhuǎn)化為顏色變化；③.可以變?yōu)橥ǖ赖咨粑蚰承﹨?shù)呼吸，比如輸出電壓電流參數(shù)閃爍效果； 邊框的閃爍頻率可以變快或者變慢。
權(quán)利要求一種具有通道控制功能的數(shù)字電源，包括CPU；裝在面板上的鍵盤，其輸出接CPU的鍵盤輸入口；顯示器，其輸入接CPU的顯示控制口；外圍接口，與CPU的通訊口連接；多通道模擬功率輸出和測量電路，其模擬功率輸入端和測量輸出端分別連接數(shù)模轉(zhuǎn)換器和模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其特征在于所述面板上設(shè)有用于控制各通道的通道開關(guān)和通道選擇按鍵，通道選擇按鍵的數(shù)量與電源的通道數(shù)相等；所述CPU的數(shù)據(jù)口與數(shù)模轉(zhuǎn)換器和模數(shù)轉(zhuǎn)換器之間串接中間接口電路，該中間接口電路檢測所述通道開關(guān)和通道選擇按鍵的狀態(tài)，通過CPU控制顯示器，對所按下的通道選擇按鍵所對應(yīng)的通道的邊框進行呼吸閃爍式顯示，并將所檢測的通道開關(guān)和通道選擇按鍵的狀態(tài)送入CPU中，CPU處理的結(jié)果由該中間接口電路經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換器和模數(shù)轉(zhuǎn)換器送至多通道模擬功率輸出和測量電路。
2.如權(quán)利要求1所述的具有通道控制功能的數(shù)字電源，其特征在于 所述通道開關(guān)的數(shù)量與電源的通道數(shù)相等。
3.如權(quán)利要求1所述的具有通道控制功能的數(shù)字電源，其特征在于 所述通道開關(guān)的數(shù)量為1。
專利摘要一種具有通道控制功能的數(shù)字電源，包括CPU；鍵盤；顯示器；外圍接口；多通道模擬功率輸出和測量電路，其模擬功率輸入端和測量輸出端分別連接數(shù)模轉(zhuǎn)換器和模數(shù)轉(zhuǎn)換器，面板上設(shè)有用于控制各通道的通道開關(guān)和通道選擇按鍵，通道選擇按鍵的數(shù)量與電源的通道數(shù)相等；CPU的數(shù)據(jù)口與數(shù)模轉(zhuǎn)換器和模數(shù)轉(zhuǎn)換器之間串接中間接口電路，該中間接口電路檢測所述通道開關(guān)和通道選擇按鍵的狀態(tài)，通過CPU控制顯示器對所按下的通道選擇按鍵進行突出顯示，并將所檢測的通道開關(guān)和通道選擇按鍵的狀態(tài)送入CPU中，CPU處理的結(jié)果由該中間接口電路經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換器和模數(shù)轉(zhuǎn)換器送至多通道模擬功率輸出和測量電路。它可對所按下的通道選擇按鍵作出明顯的區(qū)分和識別。
文檔編號G05F1/625GK201654590SQ20092024705
公開日2010年11月24日 申請日期2009年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月17日
發(fā)明者李維森, 王悅, 王鐵軍 申請人:北京普源精電科技有限公司