专利名称：一种智能仿真仪表的制作方法
技术领域：
本实用新型属于工业仿真技术领域，涉及一种智能仿真仪表。
背景技术：
随着全球化和信息化的进程，仿真技术已广泛引用于各行各业，特别在流程工业发挥着重要作用。流程工业具有流程复杂、高度集成化、操作控制自动化水平高等特点，只有长期安全的运行才能取得满意的经济效益，因此要求生产操作员具有较高的技术水平和操作技能。由于实际生产线一般运行在正常的工况下，误操作会导致严重的后果，一般的操作培训很难达到实际目的。仿真培训是一种现代化的，高效率的培训手段，是提高操作工技能的一种有效途径。·对于只是让技工熟悉操作环境、熟练操作为目的的培训教学系统，使用工业现场才会用到的仪器仪表装置，无疑是一种浪费，而制作方一时又找不出合适的替代方案，智能型现场仿真仪表的开发正是应对这一应用而出现。以智能现场仿真仪表代替真正的传感器、变送器以及执行器，可以在成本上得到大大的降低，并且不需要真正在管道中流动溶液，一方面节约了化工材料，另一方面可以避免技工由于误操作而导致的严重事故。
发明内容本实用新型针对现有技术的不足，提供了一种智能仿真仪表。本实用新型采用以下技术方案智能仿真仪表，包括电源模块电路、I/V变换电路、V/I变换电路、串口接口电路、微处理器模块电路、液晶显示模块电路和外部接口电路。I/V变换电路与微处理器模块电路I/O 口信号连接，V/I变换电路与微处理器模块电路I/O 口信号连接，液晶显示模块电路与微处理器模块电路I/O 口信号连接，串口接口电路与微处理器模块电路的串口相接，Ι/v变换电路与外部接口电路连接，V/I变换电路与外部接口电路连接，电源模块电路为微处理器模块电路、Ι/v变换电路、V/I变换电路、液晶显示模块电路和外部接口电路供电。所述电源模块电路包括+15V电压转换电路和+5V电压转换电路，+15V电压转换电路包括极性电容(12、(11、电容06乂7、08乂9、(10、电源芯片VR1，+5V电压转换电路包括电容C1、C2、C3、C4、C5和电源芯片VR2 ；+15V电压转换电路中极性电容C12的正极与+24V的外接直流电源和电源芯片VRl的Vin端相接，极性电容C12的负极接地；电容C6、C7、C8的一端均与电源芯片VRl的Vin端相接，另一端均接地；电源芯片VRl的GND端接地；电容C9、ClO的一端均与电源芯片VRl的Vout端相接，另一端均接地；极性电容Cll的正极与VRl的Vout端相接，极性电容Cll的负极接地；电源芯片VRl的Vout端输出+15V ；+5V电压转换电路中电容C1、C2的一端均与+24V的外接直流电源和电源芯片VR2的Vin端相接，另一端均接地；电源芯片VR2的GND端接地；电容C3、C4、C5的一端均与电源芯片VR2的Vout端相接，另一端均接地；电源芯片VR2的Vout端输出+5V ;所述的电源芯片VRl的型号为78L15，电源芯片VR2的型号为78L05。所述I/V变换电路包括放大器U1A、电阻Rl、R2、R3、R5、R6、电容C13、C14、C15 ；放大器UlA的4引脚接+15V电源，11引脚接地，电阻R5、R6的一端均与电阻R3的一端相接，另一端均与地相接；电阻R3的一端与电容C14的一端相接，另一端与UlA的3引脚、电容C15的一端相接，电容C14和C15的另一端均接地；U1A的2引脚与电阻Rl的一端、电容C13的一端相接，UlA的I引脚与电阻Rl的另一端、电容C13的另一端相接，输出电压Vi接微处理器芯片U4的18引脚。所述V/1 变换电路包括放大器 U1B、U1C、U1D、电阻 R12、R13、R14、R15、R16、R18、R19、R20、R21、R22、R23、R26、R27、电容 C29、C30 和三极管 Q2 ；电阻 R14 的一端接电阻 R24的一端，电阻R14的另一端接放大器UlC的10引脚；电阻R21和电容C30的一端均与放大器UlC的9引脚相接，另一端接放大器UlC的8引脚；电阻R16的一端接放大器UlC的8引脚，另一端接放大器UlB的5引脚；电阻R12的一端接放大器UlB的6引脚，另一端接地； 电阻R13的一端接放大器UlB的6引脚，另一端与三极管Q2的发射极及电阻R20的一端相接，电阻R20的另一端接地；三极管Q2的集电极接+24V ；电阻R15的一端接放大器UlB的7引脚，另一端接三极管Q2的基极；电阻R18的一端接放大器UlB的5引脚，另一端与电阻R19的一端、电容C29的一端及放大器UlD的14引脚相接，电阻R19的另一端、电容C29的另一端接放大器UlD的13引脚；电阻R26的一端接放大器UlD的12引脚，另一端与电阻R22的一端、电阻R23的一端、电阻R27的一端相接，电阻R22的另一端、电阻R23的另一端接三极管Q2的发射极，电阻R27的另一端输出4 20mA的电流，接插件Pl的5引脚，所述的放大器U1A、放大器U1B、放大器UlC和放大器UlD集成在一块芯片中，该芯片的型号为LM224AD。所述串口接口电路包括电容 C18、C19、C20、C21、C23、C24、电阻 R8、R9、R30、R31、插件JPl和电源电平转换芯片U2 ;电源电平转换芯片U2的16引脚接+5V，15引脚接地；电容C20的一端接电源电平转换芯片U2的I引脚，另一端接电源电平转换芯片U2的3引脚，电容C23的一端接电源电平转换芯片U2的4引脚，另一端接电源电平转换芯片U2的5引脚；电容C18、C19的一端均与+5V相接，另一端均接地，电容C21的一端接电源电平转换芯片U2的2引脚，另一端接地，电容C24的一端接电源电平转换芯片U2的6引脚，另一端接地；电源电平转换芯片U2的10引脚接微处理器芯片U4的5引脚，电源电平转换芯片U2的8引脚接插件JPl的I引脚，电源电平转换芯片U2的7引脚接插件JPl的3引脚，电源电平转换芯片U2的9引脚接微处理器芯片U4的4引脚；电阻R8的一端接电源电平转换芯片U2的8引脚，另一端接电源电平转换芯片U2的9引脚，电阻R9的一端接电源电平转换芯片U2的10引脚，另一端接电源电平转换芯片U2的7引脚；电阻R30的一端接电源电平转换芯片U2的8引脚，另一端接地，电阻R31的一端接电源电平转换芯片U2的7引脚，另一端接地；插件JPl的2引脚接地；电源电平转换芯片U2的其余引脚均悬空，所述电源电平转换芯片U2的型号为MAX232D。所述微处理器模块电路包括微处理器芯片U4、电容C25、C26、C27、C28、C31、C32、电阻R25、R17、R24 ;微处理器芯片U4的28引脚接+5V，14引脚接地；电容C25的一端接+5V，另一端与微处理器芯片U4的3引脚和电阻R17的一端相接，电阻R17的另一端接地；电容C26、C27、C28的一端均与微处理器芯片U4的28引脚相接，另一端均接地；电阻R25的一端接微处理器芯片U4的11引脚，另一端与电阻R24的一端以及电容C32的一端相接，电阻R24的另一端接电容C31的一端，电容C31和电容C32的另一端均接地；微处理器芯片U4的2引脚接液晶显示芯片U3的2引脚，微处理器芯片U4的12引脚接液晶显示芯片U3的3引脚，微处理器芯片U4的13引脚接中液晶显示芯片U3的4引脚，微处理器芯片U4的15引脚接液晶显示芯片U3的5引脚，微处理器芯片U4的16引脚接液晶显示芯片U3的9引脚，微处理器芯片U4的17引脚接电阻Rll的一端；微处理器芯片U4的其余引脚均悬空，所述的微处理器芯片U4的型号为STC12C5628AD。所述液晶显示模块电路包括液晶显示芯片U3、电容C22、电阻RIO、R11、三极管Ql和发光二级管LI、L2、L3、L4 ;液晶显示芯片U3的I引脚和6引脚均接+5V，液晶显示芯片U3的7引脚接地，电容C22的一端接液晶显示芯片U3的8引脚，另一端接地；三极管Ql的发射极接地，三极管Ql的基极接电阻Rll的另一端，三极管Ql的集电极与发光二级 管LI、L2、L3、L4的阴极相接，电阻RlO的一端与发光二级管LI、L2、L3、L4的阳极相接，另一端接+5V，所述的液晶显示芯片U3的型号为N0KIA5110。所述外部接口电路包括电阻R28、R29、R32和插件Pl ;插件Pl的I引脚接+24V，P1的2引脚和4引脚均接地，Pl的3引脚接4 20mA的输入电流，Pl的5引脚接4 20mA的输出电流；电阻R32的一端接+24V，另一端接地，电阻R28的一端接Pl的3引脚，另一端接地，电阻R29的一端接Pl的5引脚，另一端接地。该智能仿真仪表能够模拟出压力、温度和流量等信号的变送，以及执行阀门动作等。和现有现场技术相比，有以下优点I.节省能源和原材料。现场智能仿真仪表再现现场情况时省去了传感器测量设备，而代之以现场模拟装置模拟出测量信号输出给工业PC或者DCS，使得在不需要溶液的情况下做出准确的工业现场模拟再现，节省了化工原料。在实现执行机构模拟时，系统中不需要真正存在电动阀等执行元件，只需将控制信号输入，智能现场模拟装置便可以模拟出一个控制量的输出，同时影响模拟系统的运行状态，模拟一个完整的工业现场。2.模拟逼真、实用。智能仿真仪表能够逼真的模拟出现场中一些控制量的输出。3.安全可靠。在技工培训期间，由于操作不够熟练可能造成误操作，严重时对于工业现场的影响将会是致命的，而现场智能仿真仪表由于避开了真正的现场，可将这种影响降低到最小，从而保证了培训过程的安全。
图I是本实用新型适用场合的结构示意图；图2是本实用新型的电路原理框图；图3是图2中的电源模块电路原理图；图4是图2中的I/V变换电路原理图；图5是图2中的V/1变换电路原理图；图6是图2中的串口接口电路原理图；图7是图2中的微处理器模块电路原理图；图8是图2中的液晶显示模块电路原理图；[0028]图9是图2中的外部接口电路原理图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步的说明。如图I所示，在仿真培训系统中，当学员进行仿真培训时，系统数据在学员站、OTS仿真培训系统、DCS控制系统、现场智能仿真仪表间传递；现场智能仿真仪表实现控制量和标准电信号之间的转换，并显示仿真培训系统的运算结果。如图2所示，智能仿真仪表包括电源模块电路、I/V变换电路、V/I变换电路、串口接口电路、微处理器模块电路、液晶显示模块电路和外部接口电路。I/V变换电路与微处理器模块电路I/o 口信号连接，V/I变换电路与微处理器模块电路I/O 口信号连接，液晶显示模块电路与微处理器模块电路I/o 口信号连接，串口接口电路与微处理器模块电路的串口相接，Ι/ν变换电路与外部接口电路连接，V/1变换电路与外部接口电路连接，电源模块为微处理器模块电路、液晶显示模块电路、Ι/v变换电路、V/I变换电路和外部接口电路供电。·Ι/v变换电路和V/I变换电路实现电流与电压之间的相互转换。串口接口电路主要用于程序的下载，解决单片机和计算机之间通信时的电平匹配问题；外部接口电路用于智能仿真仪表与外部电路连接；液晶显示模块用于显示被模拟的物理量。如图3所示，电源模块包括+15V电压转换电路和+5V电压转换电路，+15V电压转换电路包括极性电容C12、C11、电容C6、C7、C8、C9、C10、电源芯片VRl，+5V电压转换电路包括电容C1、C2、C3、C4、C5和电源芯片VR2 ；+15V电压转换电路中极性电容C12的正极与+24V的外接直流电源和电源芯片VRl的Vin端相接，极性电容C12的负极接地；电容C6、C7、C8的一端均与电源芯片VRl的Vin端相接，另一端均接地；电源芯片VRl的GND端接地；电容C9、C10的一端均与电源芯片VRl的Vout端相接，另一端均接地；极性电容Cll的正极与VRl的Vout端相接，极性电容Cll的负极接地；VR1的Vout端输出+15V。+5V电压转换电路中电容C1、C2的一端均与+24V的外接直流电源和电源芯片VR2的Vin端相接，另一端均接地；电源芯片VR2的的GND端接地；电容C3、C4、C5的一端均与电源芯片VR2的Vout端相接，另一端均接地；VR2的Vout端输出+5V。仿真仪表对外接口电压为+24V，而整个系统中各部分电路的工作需要不同的电压，需要针对不同的需求设计不同的电源模块。+24V直流电源为+15V电压转换电路和+5V电压转换电路以及电流输出通道的V/I变换电路提供电源；+15V电压转换电路的核心是固定电压三端集成稳压电源芯片78L15，其输出作为电流输入通道的I/V变换电路的电源；+5V电压转换电路的核心是固定电压三端集成稳压电源芯片78L05，其输出给微处理器模块、N0KIA5110显示模块以及串口接口电路供电。电源部分为整个系统的电路提供电源，为系统可靠工作实现电路功能提供保障。如图4所示，1八变换电路包括放大器讥4、电阻1 1、1 2、1 3、1 5、1 6、电容(13、(14、C15 ;放大器UlA的4引脚接+15V电源，11引脚接地，电阻R5、R6的一端均与电阻R3的一端相接，另一端均与地相接；电阻R3的一端与电容C14的一端相接，另一端与UlA的3引脚和电容C15的一端相接，电容C14和C15的另一端均接地；U1A的2引脚与电阻Rl和电容C13的一端相接，I引脚与电阻Rl和电容C13的另一端相接，输出电压Vi接图7中微处理器芯片U4的18引脚。由于模拟器外部的标准输入信号为4 20mA的电流信号，I/V转换电路的作用是将4 20mA的输入电流转换为单片机能够识别的电压信号，以便单片机的A/D转换模块进行输入信号转换。电路设计中使用的运算放大器是LM224AD，其中R5，R6采用的是精密电阻以提闻电路精度。如图5所示，V/I变换电路包括放大器U1B、U1C、U1D、电阻R12、R13、R14、R15、R16、R18、R19、R20、R21、R22、R23、R26、R27、电容 C29、C30 和三极管 Q2 ; I 5V 是微处理器模块的输出电压信号，电阻R14的一端接图7中电阻R24的一端，电阻R14的另一端接UlC的10引脚；电阻R21和电容C30的一端均与UlC的9引脚相接，另一端接UlC的8引脚；电阻R16的一端接UlC的8引脚，另一端接UlB的5引脚；电阻R12的一端接UlB的6引脚，另一端接地；电阻R13的一端接UlB的6引脚，另一端与三极管Q2的发射极及电阻R20的一端相接，电阻R20的另一端接地；三极管Q2的集电极接+24V ；电阻R15的一端接UlB的7引脚，另一端接三极管Q2的基极；电阻R18的一端接UlB的5引脚，另一端与电阻R19和电容C29的一端及UlD的14引脚相接，电阻R19和电容C29的另一端接UlD的13引脚；电阻R26的一端接UlD的12引脚，另一端与电阻R22、R23及R27的一端相接，电阻R22、R23的另一端接三极管Q2的发射极，电阻R27的另一端输出4 20mA的电流，接图9中插件Pl的5引脚。V/I变换电路主要是使用分压和负反馈将单片机的PWM模块输出的I 5V的电压信号·转换为4 20mA电流信号，以满足流程工业标准对模拟器输出信号的要求。如图6 所示，串口接口电路包括电容 C18、C19、C20、C21、C23、C24、电阻 R8、R9、R30、R31、插件JPl和电源电平转换芯片U2 ；U2的16引脚接+5V，15引脚接地。电容C20的一端接U2的I引脚，另一端接U2的3引脚，电容C23的一端接U2的4引脚，另一端接U2的5引脚；电容C18、C19的一端均与+5V相接，另一端均接地，电容C21的一端接U2的2引脚，另一端接地，电容C24的一端接U2的6引脚，另一端接地；U2的10引脚接U4的5引脚，U2的8引脚接插件JPl的I引脚，U2的7引脚接插件JPl的3引脚，U2的9引脚接U4的4引脚；电阻R8的一端接U2的8引脚，另一端接U2的9引脚，电阻R9的一端接U2的10引脚，另一端接U2的7引脚；电阻R30的一端接U2的8引脚，另一端接地，电阻R31的一端接U2的7引脚，另一端接地；插件JPl的2引脚接地；U2的其余引脚均悬空。当计算机使用USB转串口时，这时候TTL的输出可以直接与单片机通信。零电阻R8、R9是考虑到器件的兼容性，在单片机直接与TTL电平通信时才焊接。在设计中，单片机使用串口进行程序下载，STC12C5628AD还允许用户使用串口作为通信接口，通过这些可以进行程序的调试与功能验证。同时系统使用串口作为后期程序功能升级与故障诊断接口。由于单片机上的串口使用TTL电平而计算机通信系统使用RS232电平，因此两者不能直接进行通信，需要进行电平转换，故使用MAX232D进行电平转换电路设计。如图7所示，微处理器模块电路包括微处理器芯片U4、电容C25、C26、C27、C28、C31、C32、电阻R25、R17、R24 ;微处理器芯片U4的28引脚接+5V，14引脚接地。复位电路中，电容C25的一端接+5V，另一端与U4的3引脚和电阻R17的一端相接，电阻R17的另一端接地；电容C26、C27、C28的一端均与U4的28引脚相接，另一端均接地；电阻R25的一端接U4的11引脚，另一端与电阻R24的一端以及电容C32的一端相接，电阻R24的另一端接电容C31的一端，电容C31和电容C32的另一端均接地；U4的2引脚接图8中U3的2引脚，U4的12引脚接图8中U3的3引脚，U4的13引脚接图8中U3的4引脚，U4的15引脚接图8中U3的5引脚，U4的16引脚接图8中U3的9引脚，U4的17引脚接图8中电阻Rll的一端；U4的其余引脚均悬空。微处理器模块以宏晶半导体的STC12C5628AD为核心，在其外围分别搭建了复位电路、时钟电路。并且对处理器的电源引引脚进行了退藕处理。STC12C5628AD时钟源可以选择外部时钟源或者内部R/C振荡器，为减少成本，降低设计复杂性，在设计中STC12C5628AD时钟电路选用其内部R/C振荡器。微处理器的串口与MAX232D连接；微处理器的数据端口与N0KIA5110液晶显示模块连接；处理器电源端与+5V电压转换电路连接。如图8所示，液晶显示模块电路包括液晶显示芯片U3、电容C22、电阻R10、R11、三极管Ql和发光二级管L1、L2、L3、L4 ；U3的I引脚和6引脚均接+5V，U3的7引脚接地，电容C22的一端接U3的8引脚，另一端接地；IXD背光电路中，三极管Ql的发射极接地，Ql的基极接电阻Rll的另一端，Ql的集电极与发光二级管L1、L2、L3、L4的阴极相接，电阻RlO的一端与发光二级管L1、L2、L3、L4的阳极相接，另一端接+5V。在不使用IXD的时候还可以通过三极管Ql关掉IXD背光，以实现节能。液晶显示模块采用N0KIA5110IXD，N0KIA5110IXD使用SPI信号通信，而在设计中单片机使用I/O接口模拟SPI时序信号，进行通信。此外，N0KIA5110液晶工作需要配置背光电路。在不使用IXD的时候还可以同过三极管关掉IXD背光，以实现节能。如图9所示，外部接口电路包括电阻R28、R29、R32和插件Pl ;插件Pl的I引脚接+24V，Pl的2引脚和4引脚均接地，Pl的3引脚接4 20mA的输入电流，Pl的5引脚接4 20mA的输出电流；电阻R32的一端接+24V，另一端接地，电阻R28的一端接Pl的3引脚，另一端接地，阻R29的一端接Pl的5引脚，另一端接地。外部接口采用五线接口，三根线提供+24V电源，其中包括一根电源线两根地线。另外两根线中一根为电流信号输入线，还有一根为电流信号输出线。本实用新型的工作过程为外部+24V的接口电压通过+5V电压转换电路转换，为微处理器、液晶显示模块、以及串口接口电路提供电源。外部+24V的接口电压通过+15V电压转换电路转换，作为I/V转换电路的电源，外部+24V直接作为V/I转换电路的电源。当DCS给定4 20mA的电流控制信号时，智能仿真仪表会将其转换为I +5V的电压信号，然后通过单片机的A/D转换模块进行控制信号识别，之后做出相应的控制，再通过单片机的PWM模块加上低通滤波输出I +5V的模拟信号输出，然后通过电路变换，将模拟测量信号转换成4 20mA的标准电流信号反馈给上层DCS。与此同时在N0KIA5110IXD液晶模块中显示设定参数与过程变量数值，过程变量数值是通过微处理器中相应的算法运算得出的物理量(如温度、压力、流量等)。当微处理器中下载不同的程序算法时，液晶显示模块的显示结果将随着算法的不同而变化。智能仿真仪表的外壳使用过程控制仪表中的差压变送器的外壳模型，因此可以使智能仿真仪表适用于标准的管道，以尽量模拟流程工业现场仪表，组成培训教学系统。
权利要求1.一种智能仿真仪表，包括电源模块电路、Ι/v变换电路、V/I变换电路、串口接口电路、微处理器模块电路、液晶显示模块电路和外部接口电路，其特征在于 Ι/v变换电路与微处理器模块电路I/o 口信号连接，V/I变换电路与微处理器模块电路I/o 口信号连接，液晶显示模块电路与微处理器模块电路I/O 口信号连接，串口接口电路与微处理器模块电路的串口相接，Ι/v变换电路与外部接口电路连接，V/I变换电路与外部接口电路连接，电源模块电路为微处理器模块电路、Ι/v变换电路、V/I变换电路、液晶显示模块电路和外部接口电路供电； 所述电源模块电路包括+15V电压转换电路和+5V电压转换电路，+15V电压转换电路包括极性电容C12、C11、电容C6、C7、C8、C9、C10、电源芯片VR1，+5V电压转换电路包括电容C1、C2、C3、C4、C5和电源芯片VR2 ；+15V电压转换电路中极性电容C12的正极与+24V的外接直流电源和电源芯片VRl的Vin端相接，极性电容C12的负极接地；电容C6、C7、C8的一端均与电源芯片VRl的Vin端相接，另一端均接地；电源芯片VRl的GND端接地；电容C9、ClO的一端均与电源芯片VRl的Vout端相接，另一端均接地；极性电容Cll的正极与VRl的Vout端相接，极性电容Cl I的负极接地；电源芯片VRl的Vout端输出+15V ；+5V电压转换电路中电容C1、C2的一端均与+24V的外接直流电源和电源芯片VR2的Vin端相接，另一端均接地；电源芯片VR2的GND端接地；电容C3、C4、C5的一端均与电源芯片VR2的Vout端相接，另一端均接地；电源芯片VR2的Vout端输出+5V ;所述的电源芯片VRl的型号为78L15，电源芯片VR2的型号为78L05 ； 所述I/V变换电路包括放大器仍八、电阻1 1、1 2、1 、1 5、1 6、电容(13、(14、(15 ;放大器UlA的4引脚接+15V电源，11引脚接地，电阻R5、R6的一端均与电阻R3的一端相接，另一端均与地相接；电阻R3的一端与电容C14的一端相接，另一端与UlA的3引脚、电容C15的一端相接，电容C14和C15的另一端均接地；U1A的2引脚与电阻Rl的一端、电容C13的一端相接，UlA的I引脚与电阻Rl的另一端、电容C13的另一端相接，输出电压Vi接微处理器芯片U4的18引脚; 所述 V/I 变换电路包括放大器 U1B、U1C、U1D、电阻 R12、R13、R14、R15、R16、R18、R19、尺20、1 21、1 22、1 23、1 26、1 27、电容029、030 和三极管 Q2 ;电阻 R14 的一端接电阻 R24 的一端，电阻R14的另一端接放大器UlC的10引脚；电阻R21和电容C30的一端均与放大器UlC的9引脚相接，另一端接放大器UlC的8引脚；电阻R16的一端接放大器UlC的8引脚，另一端接放大器UlB的5引脚；电阻R12的一端接放大器UlB的6引脚，另一端接地；电阻R13的一端接放大器UlB的6引脚，另一端与三极管Q2的发射极及电阻R20的一端相接，电阻R20的另一端接地；三极管Q2的集电极接+24V ；电阻R15的一端接放大器UlB的7引脚，另一端接三极管Q2的基极；电阻R18的一端接放大器UlB的5引脚，另一端与电阻R19的一端、电容C29的一端及放大器UlD的14引脚相接，电阻R19的另一端、电容C29的另一端接放大器UlD的13引脚；电阻R26的一端接放大器UlD的12引脚，另一端与电阻R22的一端、电阻R23的一端、电阻R27的一端相接，电阻R22的另一端、电阻R23的另一端接三极管Q2的发射极，电阻R27的另一端输出4 20mA的电流，接插件Pl的5引脚，所述的放大器U1A、放大器U1B、放大器UlC和放大器UlD集成在一块芯片中，该芯片的型号为LM224AD ；所述串口接口电路包括电容C18、C19、C20、C21、C23、C24、电阻R8、R9、R30、R31、插件JPl和电源电平转换芯片U2 ；电源电平转换芯片U2的16引脚接+5V，15引脚接地；电容C20的一端接电源电平转换芯片U2的I引脚，另一端接电源电平转换芯片U2的3引脚，电容C23的一端接电源电平转换芯片U2的4引脚，另一端接电源电平转换芯片U2的5引脚；电容C18、C19的一端均与+5V相接，另一端均接地，电容C21的一端接电源电平转换芯片U2的2引脚，另一端接地，电容C24的一端接电源电平转换芯片U2的6引脚，另一端接地；电源电平转换芯片U2的10引脚接微处理器芯片U4的5引脚，电源电平转换芯片U2的8引脚接插件JPl的I引脚，电源电平转换芯片U2的7引脚接插件JPl的3引脚，电源电平转换芯片U2的9引脚接微处理器芯片U4的4引脚；电阻R8的一端接电源电平转换芯片U2的8引脚，另一端接电源电平转换芯片U2的9引脚，电阻R9的一端接电源电平转换芯片U2的10引脚，另一端接电源电平转换芯片U2的7引脚；电阻R30的一端接电源电平转换芯片U2的8引脚，另一端接地，电阻R31的一端接电源电平转换芯片U2的7引脚，另一端接地；插件JPl的2引脚接地；电源电平转换芯片U2的其余引脚均悬空，所述电源电平转换芯片U2的型号为MAX232D ； 所述微处理器模块电路包括微处理器芯片U4、电容C25、C26、C27、C28、C31、C32、电阻R25、R17、R24 ;微处理器芯片U4的28引脚接+5V，14引脚接地；电容C25的一端接+5V，另一端与微处理器芯片U4的3引脚和电阻R17的一端相接，电阻R17的另一端接地；电容C26、C27、C28的一端均与微处理器芯片U4的28引脚相接，另一端均接地；电阻R25的一端接微处理器芯片U4的11引脚，另一端与电阻R24的一端以及电容C32的一端相接，电阻R24的另一端接电容C31的一端，电容C31和电容C32的另一端均接地；微处理器芯片U4的2引脚接液晶显示芯片U3的2引脚，微处理器芯片U4的12引脚接液晶显示芯片U3的3引脚，微处理器芯片U4的13引脚接中液晶显示芯片U3的4引脚，微处理器芯片U4的15引脚接液晶显示芯片U3的5引脚，微处理器芯片U4的16引脚接液晶显示芯片U3的9引脚，微处理器芯片U4的17引脚接电阻Rll的一端；微处理器芯片U4的其余引脚均悬空，所述的微处理器芯片U4的型号为STC12C5628AD ； 所述液晶显示模块电路包括液晶显示芯片U3、电容C22、电阻R10、R11、三极管Ql和发光二级管L1、L2、L3、L4 ;液晶显示芯片U3的I引脚和6引脚均接+5V，液晶显示芯片U3的7引脚接地，电容C22的一端接液晶显示芯片U3的8引脚，另一端接地；三极管Ql的发射极接地，三极管Ql的基极接电阻Rll的另一端，三极管Ql的集电极与发光二级管L1、L2、L3、L4的阴极相接，电阻RlO的一端与发光二级管L1、L2、L3、L4的阳极相接，另一端接+5V，所述的液晶显示芯片U3的型号为N0KIA5110 ； 所述外部接口电路包括电阻R28、R29、R32和插件Pl ;插件Pl的I引脚接+24V, Pl的2引脚和4引脚均接地，Pl的3引脚接4 20mA的输入电流，Pl的5引脚接4 20mA的·输出电流；电阻R32的一端接+24V，另一端接地，电阻R28的一端接Pl的3引脚，另一端接地，电阻R29的一端接Pl的5引脚，另一端接地。
专利摘要本实用新型公开了一种智能仿真仪表。本实用新型包括电源模块电路、I/V变换电路、V/I变换电路、串口接口电路、微处理器模块电路、液晶显示模块电路和外部接口电路。I/V变换电路与微处理器模块电路I/O口信号连接，V/I变换电路与微处理器模块电路I/O口信号连接，液晶显示模块电路与微处理器模块电路I/O口信号连接，串口接口电路与微处理器模块电路的串口相接，I/V变换电路与外部接口电路连接，V/I变换电路与外部接口电路连接，电源模块电路为微处理器模块电路、I/V变换电路、V/I变换电路、液晶显示模块电路和外部接口电路供电。本实用新型节省能源和原材料、模拟逼真、实用、安全可靠。
文档编号G05B17/02GK202694024SQ20122030558
公开日2013年1月23日 申请日期2012年6月25日 优先权日2012年6月25日
发明者孔亚广, 邹洪波, 史兴盛, 徐哲, 陈张平 申请人:杭州电子科技大学