專利名稱：一種基于觸摸屏的通用智能儀器控制模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基于觸摸屏的通用智能儀器控制模塊，屬于智能儀器技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著微電子技術(shù)的不斷發(fā)展，集成了 CPU、存儲(chǔ)器、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、并行和串行接口、看門狗、前置放大器甚至A/D、D/A轉(zhuǎn)換器等電路在一塊芯片上的超大規(guī)模集成電路芯片(即MCU)出現(xiàn)了。以MCU為主體，將計(jì)算 機(jī)技術(shù)與測(cè)量控制技術(shù)結(jié)合在一起，又組成了所謂的“智能化測(cè)量控制系統(tǒng)”，也就是智能儀器。智能儀器的出現(xiàn)，極大地?cái)U(kuò)充了傳統(tǒng)儀器的應(yīng)用范圍。智能儀器憑借其體積小、功能強(qiáng)、功耗低等優(yōu)勢(shì)，迅速地在家用電器、科研單位和工業(yè)企業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用?？v觀國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的智能型儀器設(shè)備，主要存在以下不足之處1、大部分儀器設(shè)備主要通過(guò)鍵盤(pán)、數(shù)碼管或者單色液晶顯示屏來(lái)進(jìn)行人機(jī)交互，不僅增加了儀器設(shè)備的體積，而且人機(jī)交互性差；2、在通信接口方面，大都采用現(xiàn)在的個(gè)人計(jì)算機(jī)(尤其是手提電腦)上已很少見(jiàn)到的RS232接口，甚至沒(méi)有任何通信接口，數(shù)據(jù)交換能力差。3、控制部分和儀器主體通常是強(qiáng)耦合的，通用性差，模塊化程度低。因此有必要對(duì)上述缺點(diǎn)進(jìn)行一次大幅度的改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種提高人機(jī)交互性和智能化程度的用于智能儀器的控制模塊。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是提供了一種基于觸摸屏的通用智能儀器控制模塊，包括核心控制單元，核心控制單元分別連接數(shù)模轉(zhuǎn)換電路、隔離輸出端口、繼電器控制電路、隔離輸入端口及模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，其特征在于用于人機(jī)交互的TFT模組連接核心控制單元，核心控制單元還連接以太網(wǎng)接口和/或USB通信接口。優(yōu)選地，所述核心控制單元還連接無(wú)線遙控單元。優(yōu)選地，所述無(wú)線遙控單元為紅外遙控單元。優(yōu)選地，所述TFT模組由具有觸摸功能的24位真彩色TFT屏組成。優(yōu)選地，所述核心控制單元采用ARM芯片實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明具有人機(jī)交互性強(qiáng)，通信接口豐富，通用性和抗干擾能力強(qiáng)，模塊化程度高等優(yōu)點(diǎn)。


圖I為本發(fā)明提供的一種基于觸摸屏的通用智能儀器控制模塊的硬件電路框圖；圖2為本發(fā)明控制塊的軟件功能框圖。
具體實(shí)施方式
為使本發(fā)明更明顯易懂，茲以一優(yōu)選實(shí)施例，并配合附圖作詳細(xì)說(shuō)明如下。雖然本發(fā)明以較佳實(shí)例揭示如下，然其并非用以限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許的修改和完善，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)以權(quán)利要求書(shū)所界定的為準(zhǔn)。
如圖I所示，本發(fā)明提供的一種基于觸摸屏的通用智能儀器控制模塊包括核心控制單元，核心控制單元分別連接數(shù)模轉(zhuǎn)換電路、隔離輸出端口、繼電器控制電路、以太網(wǎng)接口、USB通信接口、紅外遙控單元、隔離輸入端口、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路及TFT模組。下面對(duì)主要單元電路做進(jìn)一步的展開(kāi)描述(一)核心控制單元本發(fā)明的核心控制單元由ARM處理器和周邊元件(如RAM、Norflash和Nandflash等)組成。主要負(fù)責(zé)執(zhí)行用戶程序，以完成特定的數(shù)據(jù)處理，通信和控制功能。(二)TFT 模組由帶觸摸屏的24位真彩色TFT屏組成。主要完成人機(jī)操作界面的顯示以及通過(guò)觸摸屏接收用戶操作指令，并將操作指令傳遞給核心控制單元做相應(yīng)的處理。(三)繼電器控制電路本發(fā)明的核心控制單元可以提供多達(dá)40路的繼電器控制端口，每個(gè)端口可提供500mA的驅(qū)動(dòng)電流，可對(duì)儀器內(nèi)部，或工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的各種繼電器進(jìn)行吸和或斷開(kāi)控制。為了盡量減少對(duì)MCU端口的占用，采用多片串行輸入并行輸出芯片級(jí)聯(lián)的方式對(duì)MCU的IO 口進(jìn)行拓展，然后再通過(guò)光耦隔離和達(dá)林頓管放大后輸出。(四)數(shù)模轉(zhuǎn)換電路和模數(shù)轉(zhuǎn)換電路數(shù)模轉(zhuǎn)換電路和模數(shù)轉(zhuǎn)換電路分別負(fù)責(zé)對(duì)模擬量的輸出和采集。本發(fā)明的核心控制單元分別采用12位精度的串行DA和AD芯片，可分別對(duì)0-5V的模擬量進(jìn)行輸出和采集。為了提高系統(tǒng)的抗干擾能力，采用隔離DC-DC芯片對(duì)該單元電路的供電電源和核心控制單元的供電電源之間進(jìn)行了隔離。(五)以太網(wǎng)接口采用以太網(wǎng)接口與上位機(jī)通信。近年來(lái)用上位機(jī)遠(yuǎn)程控制儀器工作已是一種流行的儀器控制手段。由于很多儀器需要工作在惡劣的環(huán)境中，如具有強(qiáng)電磁輻射，有毒有害氣體等工作環(huán)境中，因此采用遠(yuǎn)程控制是一種合理有效的手段。以往的智能儀器中大多是采用RS232的通信方式進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，該通信方式傳輸距離一般不能超過(guò)15米，且一般是一對(duì)一的，即一臺(tái)主機(jī)控制一臺(tái)儀器。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，基于以太網(wǎng)接口的遠(yuǎn)程控制方式不斷的涌現(xiàn)。使用這種接口不僅傳輸距離遠(yuǎn)，而且TCP/IP協(xié)議棧是一套完整的通信協(xié)議，具有各種錯(cuò)誤檢測(cè)和重傳功能，可保證可靠的數(shù)據(jù)通信。此外利用以太網(wǎng)接口可方便的搭建實(shí)驗(yàn)室級(jí)的現(xiàn)場(chǎng)總線(實(shí)現(xiàn)用一臺(tái)主機(jī)控制所有的儀器設(shè)備)，以大大提高實(shí)驗(yàn)室的自動(dòng)化程度和以及人力和儀器資源的利用率。(六)USB通信接口USB通信接口主要提供U盤(pán)的讀寫(xiě)功能，可以通過(guò)插入U(xiǎn)盤(pán)將儀器內(nèi)部保存的用戶數(shù)據(jù)導(dǎo)出到U盤(pán)，以供今后再次使用，或?qū)盤(pán)中需要的數(shù)據(jù)導(dǎo)入到儀器中。同時(shí)，USB通信接口還提供了更新軟件的功能——即IAP (在應(yīng)用編程)，方便用戶對(duì)應(yīng)用軟件的升級(jí)和維護(hù)。
圖2為本發(fā)明的軟件功能框圖?？刂栖浖饕ㄏ到y(tǒng)設(shè)置功能和儀器控制功倉(cāng)泛。
系統(tǒng)設(shè)置功能主要包括對(duì)本發(fā)明控制模塊的一些常規(guī)設(shè)置功能I、背光亮度設(shè)置該功能用于按用戶需要對(duì)TFT模組的LED背光亮度進(jìn)行設(shè)置。2、時(shí)間日期設(shè)置本發(fā)明內(nèi)置實(shí)時(shí)時(shí)鐘(即RTC)，可通過(guò)TFT屏顯示當(dāng)前的時(shí)間和日期。該功能用于設(shè)置或調(diào)整當(dāng)前的時(shí)間和日期。3、文件管理該功能用于管理用戶保存在控制模塊內(nèi)部的數(shù)據(jù)或信息，主要有切換存儲(chǔ)設(shè)備(即在內(nèi)部存儲(chǔ)和外部U盤(pán)之間切換)，導(dǎo)出(即將內(nèi)部存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)或信息導(dǎo)出外部U盤(pán))，導(dǎo)入(即將外部U盤(pán)中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)或信息導(dǎo)入到內(nèi)部存儲(chǔ))和刪除等功能。4、軟件更新該功能可通過(guò)USB通信接口自動(dòng)更新內(nèi)部的控制軟件，便于在內(nèi)部固件發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)進(jìn)行修復(fù)和更行應(yīng)用軟件。5、以太網(wǎng)地址設(shè)置該功能用于設(shè)置本發(fā)明提供的控制模塊與上位機(jī)通信的IP地址、子網(wǎng)掩碼和網(wǎng)關(guān)。6、密碼設(shè)置該功能用于設(shè)置登錄本發(fā)明提供的控制模塊的密碼，已防止儀器設(shè)備被無(wú)關(guān)人員操作。7、語(yǔ)言設(shè)置該功能用于選擇本發(fā)明提供的控制模塊所使用的語(yǔ)言，目前只支持中文和英文。儀器控制功能部分主要負(fù)責(zé)對(duì)儀器進(jìn)行相應(yīng)控制。可根據(jù)不同的儀器編寫(xiě)相應(yīng)的控制軟件模塊并添加到本發(fā)明提供的控制模塊中，以控制不同的儀器設(shè)備。該功能大大的擴(kuò)大了本發(fā)明控制模塊的適用范圍。
權(quán)利要求
1.一種基于觸摸屏的通用智能儀器控制模塊，包括核心控制單元，核心控制單元分別連接數(shù)模轉(zhuǎn)換電路、隔離輸出端口、繼電器控制電路、隔離輸入端口及模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，其特征在于用于人機(jī)交互的TFT模組連接核心控制單元，核心控制單元還連接以太網(wǎng)接口和/或USB通信接口。
2.如權(quán)利要求I所述的一種基于觸摸屏的通用智能儀器控制模塊，其特征在于所述核心控制單元還連接無(wú)線遙控單元。
3.如權(quán)利要求2所述的一種基于觸摸屏的通用智能儀器控制模塊，其特征在于所述無(wú)線遙控單元為紅外遙控單元。
4.如權(quán)利要求I所述的一種基于觸摸屏的通用智能儀器控制模塊，其特征在于所述TFT模組由具有觸摸功能的24位真彩色TFT屏組成。
5.如權(quán)利要求I所述的一種基于觸摸屏的通用智能儀器控制模塊，其特征在于所述核心控制單元采用ARM芯片實(shí)現(xiàn)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于觸摸屏的通用智能儀器控制模塊，包括核心控制單元，核心控制單元分別連接數(shù)模轉(zhuǎn)換電路、隔離輸出端口、繼電器控制電路、隔離輸入端口及模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，其特征在于用于人機(jī)交互的TFT模組連接核心控制單元，核心控制單元還連接以太網(wǎng)接口和/或USB通信接口。本發(fā)明具有人機(jī)交互性強(qiáng)，通信接口豐富，通用性和抗干擾能力強(qiáng)，模塊化程度高等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G05B19/04GK102629113SQ20121010240
公開(kāi)日2012年8月8日 申請(qǐng)日期2012年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月9日
發(fā)明者史建華, 洪浩, 鐘正迪, 錢楓 申請(qǐng)人:上海三基電子工業(yè)有限公司