專利名稱：一種基于pci協(xié)議的溫度控制系統(tǒng)的制作方法
—種基于PCI協(xié)議的溫度控制系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明主要涉及電子技術(shù)領(lǐng)域和溫度控制領(lǐng)域，特指一種基于PCI協(xié)議的溫度控 制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
工業(yè)設(shè)備在運(yùn)行時(shí)，經(jīng)常涉及到設(shè)備的溫度控制。尤其是工業(yè)試驗(yàn)所用的電阻爐， 其加熱溫度要求非常精確。因此實(shí)現(xiàn)快速、高精確的溫度控制系統(tǒng)意義重大。
現(xiàn)有的溫度控制系統(tǒng)，一類是單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)，其核心技術(shù)是采用直接單片 機(jī)檢測設(shè)備的溫度并通過內(nèi)部數(shù)據(jù)處理，然后控制電阻絲發(fā)熱；另一類是上位機(jī)溫度控制 系統(tǒng)，其核心技術(shù)是由單片機(jī)或DSP芯片直接檢測設(shè)備的溫度，然后通過232串口發(fā)生給PC 機(jī)，PC機(jī)經(jīng)過數(shù)據(jù)處理和分析后，發(fā)出指令給單片機(jī)或DSP芯片，通過單片機(jī)或DSP芯片控 制電阻絲發(fā)熱。以上所述的現(xiàn)有技術(shù)雖然能夠?qū)崿F(xiàn)溫度控制，但也存在著缺陷對于單片機(jī) 控制系統(tǒng)，采用單片機(jī)進(jìn)行信號(hào)檢測、數(shù)據(jù)處理、電阻絲加熱控制，由于受到單片機(jī)運(yùn)輸速 率的限制常出現(xiàn)控制精度不高；而與上位機(jī)溫度控制系統(tǒng)，由于采用了 232串口通訊，常出 現(xiàn)通訊速度不高、串口通訊不穩(wěn)定的現(xiàn)象，進(jìn)而導(dǎo)致溫度控制不準(zhǔn)確。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為解決現(xiàn)有技術(shù)中溫度控制不準(zhǔn)確的問題，本發(fā)明提出了一種 通過PC機(jī)快速采集數(shù)據(jù)、PC機(jī)快速數(shù)據(jù)處理、PC機(jī)快速控制電阻絲發(fā)熱的基于PCI協(xié)議的 溫度控制系統(tǒng)。
本發(fā)明的技術(shù)方案是一種基于PCI協(xié)議的溫度控制系統(tǒng),其特征在于它包括 PCI橋模塊、光電耦合模塊、溫度檢測模塊和電阻加熱模塊；所述PCI橋模塊的一端通過PCI 協(xié)議直接與PC機(jī)相連，另一端通過信號(hào)線與光電耦合模塊相連；所述溫度檢測模塊通過信 號(hào)線與光電耦合模塊相連；所述電阻加熱模塊由光電耦合模塊控制；所述溫度檢測模塊將 檢測到的電流值處理成二進(jìn)制溫度值，然后通過光電耦合模塊輸入到PCI橋模塊中，所述 PC機(jī)讀取PCI橋模塊中的溫度值，處理后將控制信號(hào)經(jīng)PCI橋模塊、光電耦合模塊傳輸給電 阻加熱模塊。
所述PCI橋模塊包括PCI9052芯片、與PCI9052芯片相連的金手指、用于存儲(chǔ) PCI9052芯片配置信息的92C46芯片、與光電耦合模塊相連接的數(shù)據(jù)線插座、用作電路正常 指示燈的二極管Dl ;所述PCI橋模塊采用8位地址/數(shù)據(jù)復(fù)用總線與所述光電耦合模塊進(jìn) 行數(shù)據(jù)傳輸；所述PCI9052芯片的每個(gè)電源引腳都接入濾波電容。
所述光電耦合模塊包括8155H芯片、反相器、光耦隔離芯片；所述反相器的引腳I 與PCI橋模塊相連，反相器的引腳2與8155H芯片的引腳4相連；所述8155H芯片分別通過 引腳21、引腳22和引腳29與光耦隔離芯片的引腳2、引腳4和引腳10相連；所述光耦隔離 芯片分別通過引腳8、引腳14和引腳16與溫度檢測模塊中溫度集成處理芯片的引腳7、引 腳6和引腳5相連。
所述溫度檢測模塊包括熱電偶接入插座、溫度集成處理芯片；所述溫度集成處理 芯片的引腳2、引腳3分別與熱電偶接入插座的引腳2、引腳I相連；所述溫度集成處理芯片 的電源引腳通過濾波電容接地；所述溫度集成處理芯片的數(shù)據(jù)輸出引腳與限流電阻R14相連。
所述電阻加熱模塊包括可控硅光耦驅(qū)動(dòng)芯片、可控硅、第一電阻、第二電阻；所述 第一電阻一端與光電稱合模塊中并口擴(kuò)展芯片的引腳相連，另一端與可控娃光稱驅(qū)動(dòng)芯片 (MOCl)的引腳2相連；所述可控硅光耦驅(qū)動(dòng)芯片的引腳6經(jīng)過限流的第二電阻與可控硅的 第二主極引腳A2相連；所述可控硅光耦驅(qū)動(dòng)芯片的引腳4與可控硅的門極引腳相連；用于 加熱的電阻絲串入可控硅的第一主極引腳與第二主極引腳之間。
本發(fā)明的有益效果是基于PCI協(xié)議，PC機(jī)可以快速采集溫度數(shù)據(jù)、快速數(shù)據(jù)處 理、快速控制電阻絲發(fā)熱，同時(shí)采用了光電耦合模塊實(shí)現(xiàn)了輸入信號(hào)與輸出信號(hào)的有效隔 離，保護(hù)了 PC機(jī)。


圖1是本發(fā)明的基于PCI協(xié)議的溫度控制系統(tǒng)的原理示意圖；圖2是本發(fā)明的PCI橋模塊的電路原理圖；圖3是本發(fā)明的光電耦合模塊的電路原理圖；圖4是本發(fā)明的溫度檢測模塊的電路原理圖；圖5是本發(fā)明的電阻加熱模塊的電路原理圖；圖中，I一PCI橋模塊；2—光電耦合模塊；3—溫度檢測模塊；4一電阻加熱模塊。
具體實(shí)施方式
以下將結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
如圖1所示，本發(fā)明的基于PCI協(xié)議的溫度控制系統(tǒng)，它包括PCI橋模塊1、光電耦 合模塊2、溫度檢測模塊3和電阻加熱模塊4 ;所述PCI橋模塊I的一端通過PCI協(xié)議直接 與PC機(jī)相連，另一端通過信號(hào)線與光電耦合模塊2相連；所述溫度檢測模塊3通過信號(hào)線 與光電耦合模塊2相連；所述電阻加熱模塊4由光電耦合模塊2控制。溫度檢測模塊3將 檢測到的電流值處理成二進(jìn)制溫度值，然后通過光電耦合模塊2輸入到PCI橋模塊I中，這 樣PC機(jī)就可以直接通過應(yīng)用程序讀取設(shè)備的溫度值；PC機(jī)經(jīng)過應(yīng)用程序的計(jì)算、分析，輸 出控制信號(hào)給PCI橋模塊1，并通過光電耦合模塊2把控制信號(hào)傳輸給電阻加熱模塊4，實(shí) 現(xiàn)電阻絲發(fā)熱量的精確控制。
如圖2所示，本發(fā)明的PCI橋模塊I包括PCI9052芯片Ul、與PCI9052芯片Ul相 連的金手指PU用于存儲(chǔ)PCI9052芯片Ul配置信息的92C46芯片U2、與光電耦合模塊2相 連接的數(shù)據(jù)線插座CONl ;所述PCI橋模塊I采用8位地址/數(shù)據(jù)復(fù)用總線與所述光電耦合 模塊2進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；所述PCI9052芯片Ul的每個(gè)電源引腳都接入濾波電容。PC機(jī)通過 金手指Pl與PCI橋模塊I進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊；光電耦合模塊2通過數(shù)據(jù)線插座CONl與PCI橋 模塊I進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊。
如圖3所不,本發(fā)明的光電稱合模塊2包括8155H芯片U3、反相器U4、光稱隔離 芯片OCl ;所述反相器U4的引腳I與PCI橋模塊I相連，反相器U4的引腳2與8155H芯片U3的引腳4相連;所述8155H芯片U3分別通過引腳21、引腳22和引腳29與光耦隔離芯片 OCl的引腳2、引腳4和引腳10相連；所述光耦隔離芯片OCl分別通過引腳8、引腳14和引 腳16與溫度檢測模塊3中溫度集成處理芯片U5的引腳7、引腳6和引腳5相連。光電耦合 模2中的數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)線插座CONl與PCI橋模塊通訊。
如圖4所示，本發(fā)明的溫度檢測模塊3包括熱電偶接入插座C0N2、溫度集成處理 芯片U5 ;所述溫度集成處理芯片U5的引腳2和引腳3分別與熱電偶接入插座C0N2的引腳2、引腳I相連；所述溫度集成處理芯片U5的電源引腳4通過濾波電容C12接地；所述溫度 集成處理芯片U5的數(shù)據(jù)輸出引腳與限流電阻R14相連；所述溫度集成處理芯片U5分別通 過引腳7、引腳6和引腳5與光電耦合模塊2中光耦隔離芯片)OCl的引腳8、引腳14和引 腳15相連。用于檢測溫度的熱電偶的正負(fù)極分別接入熱電偶接入插座C0N2的正負(fù)極上， 來自熱電偶電壓信號(hào)經(jīng)過溫度集成處理芯片U5的處理轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)，并通過溫度處理 芯片U5的一個(gè)SO引腳傳輸給光電稱合模2中。
如圖5所示，本發(fā)明的電阻加熱模塊4包括可控硅光耦驅(qū)動(dòng)芯片MOCl、可控硅 SCR1、電阻R15、電阻R16 ;所述電阻R15—端與可控硅光耦驅(qū)動(dòng)芯片MOCl的引腳2相連，另 一端與8155H芯片U3的引腳37相連；所述可控硅光耦驅(qū)動(dòng)芯片MOCl的引腳6經(jīng)過電阻 R16與可控硅SCRl的第二主極引腳A2相連；所述可控硅光耦驅(qū)動(dòng)芯片MOCl的引腳4與可 控硅SCRl的門極引腳G相連；用于加熱的電阻絲RLl串入可控硅SCRl的第一主極引腳Al 與第二主極引腳A2之間。當(dāng)端口 PCO輸入高電平時(shí)，可控硅光耦驅(qū)動(dòng)芯片MOCl的二極管 截止，可控硅SCRl電路斷開，用于加熱的電阻絲RLl斷路；當(dāng)端口 PCO輸入低電平時(shí)，可控 硅光耦驅(qū)動(dòng)芯片MOCl的二極管導(dǎo)通，可控硅SCRl電路接通，用于加熱的電阻絲RLl在220V 交流電的作用下發(fā)熱。通過控制端口 PCO的高、低電平的速度實(shí)現(xiàn)控制電阻絲RLl的發(fā)熱 量。
溫度檢測原理用于檢測溫度的熱電偶將電壓信號(hào)通過熱電偶接入插座C0N2傳 輸給溫度檢測模塊3，溫度檢測模塊3將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)，并通過光電耦合模塊2 傳輸給PCI橋模塊1，PCI橋模塊I將接收到的數(shù)字信號(hào)通過金手指Pl傳輸給PC機(jī)的應(yīng)用程序。
電阻發(fā)熱控制原理PC機(jī)首先從溫度檢測模塊3得到的溫度值進(jìn)行處理、分析；然 后發(fā)出控制信號(hào)通過金手指Pl傳輸?shù)絇CI橋模塊I中，PCI橋模塊I通過光電耦合模塊2 對電阻加熱模塊4發(fā)送控制信號(hào)，控制著端口 PCO電平的高、低；端口 PCO電平的高、低通過 可控硅光耦驅(qū)動(dòng)芯片MOCl控制在可控硅SCRl電路的截止、導(dǎo)通，從而實(shí)現(xiàn)控制電阻絲RLl 的發(fā)熱量。
以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征及優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該 了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制。在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有 各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種基于PCI協(xié)議的溫度控制系統(tǒng)，其特征在于包括PCI橋模塊(I)、光電稱合模塊(2)、溫度檢測模塊(3)和電阻加熱模塊(4);所述PCI橋模塊(I)的一端通過PCI協(xié)議接口直接與PC機(jī)相連，另一端通過信號(hào)線與光電耦合模塊(2 )相連；所述溫度檢測模塊(3 )通過信號(hào)線與光電耦合模塊(2)相連；所述電阻加熱模塊(4)由光電耦合模塊(2)控制；所述溫度檢測模塊(3)將檢測到的電流值處理成二進(jìn)制溫度值，然后通過光電耦合模塊(2)輸入到PCI橋模塊(I)中，所述PC機(jī)讀取PCI橋模塊(I)中的溫度值，處理后將控制信號(hào)經(jīng)PCI橋模塊(I)、光電稱合模塊(2)傳輸給電阻加熱模塊(4)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于PCI協(xié)議的溫度控制系統(tǒng)，其特征在于所述PCI橋模塊(I)包括PCI9052芯片(Ul )、與PCI9052芯片(Ul)相連的金手指(Pl )、用于存儲(chǔ)PCI9052芯片(Ul)配置信息的92C46芯片(U2)、與光電耦合模塊(2)相連接的數(shù)據(jù)線插座(CONl)；所述PCI橋模塊(I)采用8位地址/數(shù)據(jù)復(fù)用總線與所述光電耦合模塊(2)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；所述PCI9052芯片(Ul)的每個(gè)電源引腳都接入濾波電容。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于PCI協(xié)議的溫度控制系統(tǒng)，其特征在于所述光電耦合模塊(2)包括8155H芯片(U3)、反相器(U4)、光耦隔離芯片(OCl);所述反相器(U4)的引腳I與PCI橋模塊(I)相連，反相器(U4)的引腳2與8155H芯片(U3)的引腳4相連；所述8155H芯片(U3)分別通過引腳21、引腳22和引腳29與光耦隔離芯片(0C1)的引腳2、引腳4和引腳10相連；所述光耦隔離芯片(OCl)分別通過引腳8、引腳14和引腳16與溫度檢測模塊(3)中溫度集成處理芯片(U5)的引腳7、引腳6和引腳5相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于PCI協(xié)議的溫度控制系統(tǒng)，其特征在于所述溫度檢測模塊(3)包括熱電偶接入插座(C0N2)、溫度集成處理芯片(U5);所述溫度集成處理芯片(U5)的引腳2、引腳3分別與熱電偶接入插座(C0N2)的引腳2、引腳I相連；所述溫度集成處理芯片(U5)的電源引腳通過濾波電容(C12)接地；所述溫度集成處理芯片(U15)的數(shù)據(jù)輸出引腳與限流電阻R14相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于PCI協(xié)議的溫度控制系統(tǒng)，其特征在于所述電阻加熱模塊(4)包括可控娃光稱驅(qū)動(dòng)芯片(M0C1)、可控娃(SCR1)、第一電阻(R15)、第二電阻(R16);所述第一電阻(R15) —端與光電稱合模塊(2)中并口擴(kuò)展芯片(U3)的引腳(37)相連，另一端與可控硅光耦驅(qū)動(dòng)芯片(MOCl)的引腳2相連；所述可控硅光耦驅(qū)動(dòng)芯片(MOCl)的引腳6經(jīng)過限流的第二電阻(R16)與可控硅(SCRl)的第二主極引腳A2相連；所述可控硅光耦驅(qū)動(dòng)芯片(MOCl)的引腳4與可控硅(SCRl)的門極引腳(G)相連；用于加熱的電阻絲(RLl)串入可控硅(SCRl)的第一主極引腳(Al)與第二主極引腳(A2)之間。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于PCI協(xié)議的溫度控制系統(tǒng)，它包括PCI橋模塊、光電耦合模塊、溫度檢測模塊和電阻加熱模塊；所述PCI橋模塊的一端通過PCI協(xié)議直接與PC機(jī)相連，另一端通過信號(hào)線與光電耦合模塊相連；所述溫度檢測模塊通過信號(hào)線與光電耦合模塊相連；所述電阻加熱模塊由光電耦合模塊控制。本發(fā)明能夠直接用PC機(jī)采集到加熱設(shè)備的溫度并直接控制電阻絲的發(fā)熱量，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了強(qiáng)電與弱電的隔離，保護(hù)了PC機(jī)。
文檔編號(hào)G05D23/22GK103034258SQ20121057133
公開日2013年4月10日 申請日期2012年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月26日
發(fā)明者班書昊, 李曉艷, 蔣學(xué)東, 胡愛萍, 華同曙, 席仁強(qiáng) 申請人:常州大學(xué)