一種具有串行通信接口的壓力模擬指示表的製作方法
2024-02-16 12:58:15 2
專利名稱：一種具有串行通信接口的壓力模擬指示表的製作方法
技術領域：
一種具有串行通信接口的壓力模擬指示表技術領域[0001]本實用新型涉及一種壓力模擬指示表，特別是一種具有串行通信接口的壓力模擬指示表，屬於通信電子領域。
背景技術：
[0002]在涉及到壓力指示模擬的訓練中，由於其重點在於操作流程及重要信息的判定的操作培訓過程，需使用模擬器材代替真實系統來減少操作培訓過程中的損失。現有的壓力的指示模擬器材大多採用如下方案對電壓(或者電流)表進行改裝，刻度錶盤採用壓力指示錶盤。使用時，計算機控制工控板卡或者模塊產生電壓(或者電流)信號，電壓(或者電流) 表感知此信號後指針指示在壓力指示錶盤某一位置。[0003]上述壓力模擬指示表的缺點是僅對電壓(或者電流)表的錶盤進行了替換，由於使用工控板卡或模塊來產生電壓(或者電流)信號，而工控板卡通常成本較高，同時上述壓力模擬指示表無法與計算機直接進行串行通信，因此計算機無法便捷而精確控制壓力指示表的錶盤指示。發明內容[0004]為改進現有技術的上述不足，本發明提供了一種具有通信接口的壓力模擬指示表，計算機通過串行接口發送命令，控制壓力模擬指示表指針指示在相應位置，從而完成壓力的模擬指示。[0005]為達到上述目的，本發明的技術方案為[0006]一種具有串行通信接口的壓力模擬指示表，包括指針式電壓表、串行通信電路板以及接口面板；[0007]串行通信電路板包括單片機AT89S53、電平轉換晶片MAX232、數/模轉換器 TLC5620、第一對外接口和第二對外接口 ；[0008]第一對外接口有兩個埠，分別為埠 Al與埠 A2 ；[0009]第二對外接口有三個埠，分別為埠 BI、埠 B2、埠 B3 ；[0010]單片機AT89S53的低電平端瓦i與埠 Al相連，復位端RST與低電平端石經電容連接，復位端RST經電阻與埠 A2相連，片內振蕩器反相放大器的輸出端XTALl與XTAL2 之間連接有晶振電路，XTALl與XTAL2均經電容與埠 A2相連；[0011]電平轉換晶片MAX232用來實現計算機串行接口標準RS-232C的EIA電平和單片機的接口電路TTL電平之間的轉換，電平轉換晶片MAX232外接電容端Cl+和外接電容端 Cl-通過電容連接，外接電容端C2+和外接電容端C2-通過電容連接，外接電壓端V+和電源電壓輸入端VCC通過電容連接，外接電壓端V-和電源地端GND經電容連接，電源電壓輸入端VCC連接埠 Al，電源地端GND接地，TTL電平發送信號輸入端TlIN與單片機AT89S53 的串行輸出埠 TXD連接，TTL電平接收信號輸出端RlOUT與單片機AT89S53的串行輸入埠 RXD連接，EIA電平發送信號輸入端RlIN與埠 BI相連，EIA電平接收信號輸出端TlOUT與埠 B2相連；[0012]數/模轉換器TLC5620中的串行數據鎖存信號端load與單片機AT89S53的I/O 口 Pl. O相連、串行數據輸入時鐘端CLK與單片機AT89S53的I/O 口 Pl. I相連、串行數據輸入端DATA與單片機AT89S53的I/O 口 Pl. 2相連、參考電壓輸入端REFA接+5V電源；[0013]接口面板包括電源接口與9芯串口 RS232C，其中電源接口負極與埠 A2相連，電源接口正極與埠 Al相連，9芯串口 RS232C的2號管芯與埠 BI相連、3號管芯與埠 B2 相連、5號管芯與埠 B3相連，埠 B3接地；[0014]指針式電壓表的錶盤量程採用需要模擬的壓力量程，指針式壓力表的正接線柱與數/模轉換器TLC5620中的模擬信號輸出端DACA相連，負接線柱接地；[0015]串行通信電路板緊固於指針式電壓表的後背板內側，接口面板固定於指針式電壓表的後背板外側。[0016]本發明的有益效果為[0017]與僅更換刻度錶盤的電壓(或者電流)表改裝的壓力模擬指示表相比，無需額外的驅動電路，節約成本，同時計算機對錶盤的顯示的控制更為便捷而精確。
[0018]圖I為一種具有串行通彳目接口的壓力I旲擬指不表電路圖；[0019]圖2為接口面板；[0020]圖3為壓力指示刻度盤。
具體實施方式
[0021]本實用新型通過對指針式電壓表進行電路改進，使用單片機AT89S53通過串行接口與計算機直接進行通信，並控制TLC5620晶片產生相應的電壓信號控制電壓表的指針指示相應刻度。[0022]
以下結合附圖並舉具體實施例對本實用新型做進一步說明[0023]首先，根據需要模擬的壓力量程製作相應刻度的壓力指示刻度盤，壓力指示刻度盤的刻度間隔應當與5V直流電壓表的電壓錶盤一致，使用壓力指示刻度盤替代5V直流電壓表的電壓錶盤；[0024]然後，根據圖I，製作串行通信電路圖[0025]參照單片機AT89S53使用說明，單片機AT89S53的低電平端Ei對外接口 CNl的2 埠相連，復位端RST與低電平端間連有電容，復位端RST經電阻與對外接口 CNl的2 埠相連；對外接口 CNl的2埠與電源接口負極相連，I埠與電源接口正極相連；[0026]由於計算機串行接口標準是RS-232C標準，而單片機的接口電路是TTL信號，為確保單片機與計算機進行正常通信，選用電平轉換晶片MAX232來實現EIA電平和TTL電平之間的轉換，參照電平轉換晶片MAX232的使用說明，設定電平轉換晶片MAX232的外接電容端 Cl+、Cl-、C2+、C2-，外接電壓端V+、V-,電源電壓輸入端VCC，電源地端GND各之間的連接 電平轉換晶片MAX232的Cl+管腳和Cl-管腳通過電容連接，C2+管腳和C2-管腳通過電容連接，V+管腳和VCC管腳通過電容連接，V-管腳和GND管腳通過電容連接，VCC連接埠 Al，GND接地；TTL電平發送信號輸入端TlIN與單片機AT89S53的串行輸出埠 TXD連接，TTL電平接收信號輸出端RlOUT單片機AT89S53的串行輸入埠 RXD連接，EIA電平發送信號輸入端RlIN與第二對外接口 CN2的I號埠相連，EIA電平接收信號輸出端TlOUT與對外接口 CN2的2號埠相連；第二對外接口 CN2的1號埠與9芯RS-232C的2號管芯相連、2號埠與9芯RS-232C的3號管芯相連、3號埠與9芯RS-232C的5號管芯相連，第二對外接口 CN2的3號埠接地；[0027]數/模轉換器TLC5620中的串行數據鎖存信號端load與單片機AT89S53的I/O 口 Pl. O相連、串行數據輸入時鐘端CLK與單片機AT89S53的I/O 口 Pl. 1相連、串行數據輸入端DATA與單片機AT89S53的I/O 口 Pl. 2相連、輸出更新控制信號端LDAC與對外接口 CNl 的1埠相連，另設+5V電源供予參考電壓輸入端REFA連接，模擬信號輸出端DACA與電壓表的正接線柱相連；電壓表的負接線柱接地。[0028]其次，將上述連接完成的電路板緊固於指針式電壓表的後背板內側，將外接線柱正負極與9芯RS-232C製作於同一面板上，即為接口面板，如圖2所示，將帶有外接線柱正負極與9芯RS-232C的接口面板固定於指針式電壓表的後背板外側。[0029]基於上述過程，壓力模擬指示表已完成。在使用該壓力模擬指示表指示特定的壓力值時，使用埠 RS-232C與外接計算機的串口 RS-232C相連，外接線柱的正負極分別連接外接+5V電源的正負極；計算機發送11位的串行數據信號即可控制錶盤指針的擺動，11位數據格式如下00+C0DE+0，CODE為8位數據碼，CODE = 256x + L，L表示壓力指示錶盤的量程，X為要顯示的壓力值。例如如圖3所示，當總量程設置為50MPa，要模擬25MPa的壓力指示時，CODE = 256X25 + 50 = 128，即 CODE= 「 10000000」，即發送「00100000000」的 11 位數據。[0030]11位的串行數據信號通過計算機的串口1 -232(輸出，並由接口面板上的1 232〇 埠輸入到電平轉換晶片MAX232，MAX232可將該串行數據信號的電平模式由EIA電平轉換為TTL電平，則電平轉換後的串行數據信號可以通過單片機AT89S53的P3. I、P3. O管腳被單片機AT89S53接收，單片機AT89S53中預先設定數據轉換程序，將串行數據轉換為需要顯示的數字電壓信號，該轉換可根據指針壓表的原始錶盤的電壓量程與改換後壓力指示刻度盤的壓力量程的轉換關係確定，將需要顯示的數字電壓信號由單片機AT89S53的I/O 口輸入到數/模轉換器TLC5620中，由數/模轉換器TLC5620將接收自單片機AT89S53的數字電壓信號轉換為模擬電壓信號，通過TLC5620的模擬信號輸出端DACA輸出模擬電壓信號到指針式電壓表從而達到控制指針指示的目的，通過壓力指示刻度盤讀出壓力數據。權利要求1. 一種具有串行通信接口的壓力模擬指示表，其特徵在於，包括指針式電壓表、串行通信電路板以及接口面板； 所述的串行通信電路板包括單片機AT89S53、電平轉換晶片MAX232、數/模轉換器TLC5620、第一對外接口和第二對外接口 ； 所述第一對外接口有兩個埠，分別為埠 Al與埠 A2 ； 所述第二對外接口有三個埠，分別為埠 BI、埠 B2、埠 B3 ； 所述單片機AT89S53的低電平端Ei與埠 Al相連，復位端RST與低電平端瓦i經電容連接，復位端RST經電阻與埠 A2相連，片內振蕩器反相放大器的兩輸出端XTALl和XTAL2之間連接有晶振，XTALl與XTAL2均經電容與埠 A2相連； 所述電平轉換晶片MAX232用來實現計算機串行接口標準RS-232C的EIA電平和單片機的接口電路TTL電平之間的轉換，電平轉換晶片MAX232外接電容端Cl+和外接電容端Cl-通過電容連接，外接電容端C2+和外接電容端C2-通過電容連接，外接電壓端V+和電源電壓輸入端VCC通過電容連接，外接電壓端V-和電源地端GND經電容連接，電源電壓輸入端VCC連接埠 Al，電源地端GND接地，TTL電平發送信號輸入端TlIN與單片機AT89S53的串行輸出埠 TXD連接，TTL電平接收信號輸出端RlOUT與單片機AT89S53的串行輸入埠 RXD連接，EIA電平發送信號輸入端RlIN與埠 BI相連，EIA電平接收信號輸出端TlOUT與埠 B2相連； 所述數/模轉換器TLC5620中的串行數據鎖存信號端load與單片機AT89S53的I/O口 Pl. 0相連、串行數據輸入時鐘端CLK與單片機AT89S53的I/O 口 Pl. I相連、串行數據輸入端DATA與單片機AT89S53的I/O 口 Pl. 2相連、參考電壓輸入端REFA接+5V電源；所述接口面板包括電源接口與9芯串口 RS232C，其中電源接口負極與埠 A2相連，電源接口正極與埠 Al相連，9芯串口 RS232C的2號管芯與埠 BI相連、3號管芯與埠 B2相連、5號管芯與埠 B3相連，埠 B3接地； 所述指針式電壓表的錶盤量程採用需要模擬的壓力量程，指針式壓力表的正接線柱與數/模轉換器TLC5620中的模擬信號輸出端DACA相連，負接線柱接地； 所述串行通信電路板緊固於指針式電壓表的後背板內側，接口面板固定於指針式電壓表的後背板外側。
專利摘要本實用新型涉及一種壓力模擬指示表，特別是一種具有串行通信接口的壓力模擬指示表，屬於通信電子領域。本實用新型通過對指針式電壓表進行電路改進，使用單片機AT89S53通過串行接口接收計算機發送的顯示壓力的指令，在單片機AT89S53內部將顯示的壓力指令轉換為要顯示的數字電壓值，使用TLC5620晶片將數字電壓信號轉換為模擬電壓信號，將模擬電壓信號輸入指針式電壓表，達到控制指針式電壓表的指針指示相應刻度的目的，指針式電壓表改換新的壓力錶盤，則得到壓力模擬指示表。本實用新型適用於但不僅限於壓力指示模擬的訓練。
文檔編號G09B9/00GK202816188SQ20122043909
公開日2013年3月20日 申請日期2012年8月30日 優先權日2012年8月30日
發明者張濤, 肖凡, 馬瑞萍, 周超, 申軍, 王學進, 馬長李 申請人:中國人民解放軍海軍裝備研究院艦艇作戰系統論證研究所