专利名称：低成本简易变频器操作面板的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种低成本简易变频器操作面；详细讲是一种省去了核心处理单片机和LCM液晶显示电路等器件的简易变频器操作面板。
背景技术：
一般用于控制电机运行的变频器，都带有一个操作面板，可通过操作面板在线观察变频器装置及电机运行的相关参数，同时也可通过操作面板设定电机运行的相关参数及控制器参数。现有的大多数变频器操作面板，主要设有LCM液晶显示电路，操作键盘，LED指示灯，核心处理单片机等。其中，LCM液晶显示电路内又设有IXD显示屏、液晶显示控制器。核心处理单片机分别与LCM液晶显示电路、LED指示灯和操作键盘相连接，核心处理单片机连接有通讯扩展芯片，通讯扩展芯片连接变频器接口。从而能够实现与变频器的双向通信，显示电机运行及变频器装置的相关参数，以及通过操作键盘输入相应的控制参数。然而，正 是由于这种变频器操作面板设有LCM液晶显示电路、核心处理单片机、IXD显示屏、液晶显示控制器等器件模块；导致该类型变频器操作面板设计结构较为复杂，需要如核心单片机等专门的中央处理器芯片才能正常工作。因此，其造价比较高昂，尤其针对几个kW以下功率等级的小功率变频器产品而言，仅操作键盘的造价就占了不小的比重，阻碍了变频器产品进一步降低价格，以扩大市场竞争力和占有率。
发明内容本实用新型的目的是为了克服现有大多数变频器操作面板结构复杂，需要专门的核心单片机及LCM液晶显示电路等器件模块，导致其造价高昂，阻碍进一步降低变频器产品的价格以扩大市场竞争力和占有率，为达到上述目的，本实用新型的构思是提供了一种低成本简易变频器操作面板。本简易变频器操作面板省去了 LCM液晶显示电路、LCD显示屏以及核心处理单片机等器件模块，简化了变频器操作面板的结构，从而能够降低变频器操作面板的成本。同时该低成本、简易变频器操作面板不仅具有传统变频器操作面板的功能，如在线观察电机运行及变频器装置的相关参数，通过键盘功能按键设定电机运行参数值。而且还能够通过在DSP中断服务程序中编写相应的程序模块而实现控制器参数的在线调节，如不同应用场合需要反复修改电机控制器中常用的PI参数等控制器参数等，从而避免了反复烧写程序的繁琐过程，尤其适用于实验室及现场工况调试等应用场合，大大提高了程序调试效率。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是操作面板设有8个数码显示管，分别与8片8位边沿触发式移位寄存器74HC164相连，用于显示电机相关的运行参数以及用户需要设定的指令参数和控制器参数。6个功能按键通过SPI串行外围接口分别与寄存器74HC164和DSP相连，分别为功能、设定、加、减、运行、停止键钮。3个发光二极管分别与操作面板供电电源、SPI从模式输入/主模式输出引脚SPISMO以及串行时钟引脚SPICLK相连，从而可以显示电源、时钟信号、通信信号的状态。操作面板的工作电源为3. 3V，由DSP工作电源通过SPI串行外围接口提供，因此在8个数码二极管、3个发光二极管的引脚处均串联了一个限流电阻，以防止电流过大将发光二极管损坏。将由电容和电阻组成的RC滤波电路串联在6个功能按键电路中，将对功能按键进行操作的过程中产生的毛刺和噪声滤除，避免操作面板误动作。本实用新型的有益效果是，该简易变频器操作面板省去了现有大多数变频器操作面板设有的LCM液晶显示电路、IXD显示屏以及核心处理单片机等器件模块，简化了变频器操作面板的结构，实现容易，降低了变频器操作面板的成本。该简易变频器操作面板将现有大多数变频器操作面板中核心处理单片机的功能，整合为DSP主控制程序及中断服务程序中的一个子程序，从而能够实现与现有大多数变频器操作面板相同的功能，同时在DSP中断服务程序中设立相应的在线更改参数程序，可实现在线调节电机运行的相关参数，如PI参数，避免了反复更改、烧写程序的过程，大大提高了电机运行的调试效率。本发明尤其适用于变频器在实验室及现场工况的调试场合。
图I为本实用新型的正结构示意图图2为本实用新型反面结构示意图图3为数码二极管显示原理图图4为功能按键及发光二极管原理图图I中，I. 8个数码二极管，2. 6个功能按键，3. 3个发光二极管，4. SPI通信传输端子，5. 8只74HC164芯片及外围电路。
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
具体实施方式
本实用新型的优选实施例结合附图详述如下参见图f 4，本低成本简易变频器操作面板，包括8片数码二极管(1)、6个键盘功能按键(2)、3个发光二极管(3)，一条与DSP的SPI串行外围接口双向通信的信号端子(4)，8片8位边沿触发式移位寄存器74HC164 (5)，以及67个限流电阻和6个RC滤波电路。该简易新型操作面板之所以可以省去核心单片机、LCM液晶显示电路以及IXD显示屏等器件模块，其原因就在于，DSP通过SPI串行外围接口使用移位寄存器74HC164来控制8个数码二极管，显示电机运行的相关参数，以及可通过功能按键来设定相应的运行参数和控制参数，将信号通过SPI通信端子传回DSP中断服务程序中并同时显示在8个数码二极管上。串行外围接口(SPI)是一个高速的同步串行输入\输出端口，它允许可编程长度(15 16位)的串行位以一个可编程的位传输速率移入或移出该设备。数码二极管显示如图3所示，8个数码二极管的供电电源均为DSP工作电源，为3. 3V，因此也在每个数码二级管的引脚上串联一个阻值为Ik的电阻，将流过数码二级管的电流限制在ImA以内，避免其因过流而烧毁。每个数码发光二极管的8个引脚分别与其对应的8位边沿触发式移位寄存器74HC164的信号引脚相连接。将寄存器74HC164的两个输入端A和B连接在一起，数据通过两个输入端串行输入。同时，8片寄存器74HC164的时钟(CLK)端口，均通过Jl所示的SPI通信端子端口 SPICLK与DSP相连接；时钟(CLK)第一次由低变高时，数据左移一位；时钟(CLK)再次由低变高时，数据再次左移一位，以此类推，从而可将所需要的字符或者数字信号全部显示在8个数码二极管上。功能按键操作说明如图4所示，6个功能按键由DSP工作电源VCC来供电，电压值为3. 3V。功能按键分别与原理图中Jl所示SPI通信端子的AD采样线ADCIN10 ADCIN15相连，从而可将按键产生的高低电平经模数转换后组成二进制编码信号，传递到DSP相对应的中断服务程序中，再通过DSP的SPI串行外围接口输出到寄存器74HC1648中，从而控制数码二极管显示出所对应的字符或者数字。每个功能按键都串联一个由阻值为IOk和电容值为O. 1μ F组成的RC滤波电路，滤除按下或者归位功能按键时产生的毛刺或者噪声。三个LD发光二极管如图4所示，3个LD发光二极管同时与DSP工作电源VCC相连接，工作电压同样为3.3V，为了避免电流过大将发光二极管损坏，在发光二极管上串联一个阻值为3k的限流电阻，将发光二级管的电流限制于ImA左右。其中LDl发光二极管为电源信号指示灯，灯亮代表电源工作正常。LD2、LD3分别为SPICLK和SPISMO信号端口指示灯，灯亮代表时钟信号和信号传输正常。
权利要求1.一种低成本简易变频器操作面板，包括8片数码二极管(1)、6个键盘功能按键(2)、3个发光二极管(3)，一条与DSP的SPI串行外围接口双向通信的信号端子(4)，8片8位边沿触发式移位寄存器74HC164 (5)，以及67个限流电阻和6个RC滤波电路，其特征在于所述数码二极管(I)分别与寄存器74HC164 (5)相连；功能按键(2)通过SPI串行外围接口分别与寄存器74HC164 (5)和DSP相连；发光二极管(3)分别与DSP供电电源、SPI从模式输入/主模式输出引脚SPISMO以及串行时钟引脚SPICLK相连；所述限流和滤波电路通过SPI串行外围接口与DSP相连，操作面板的供电电源为DSP工作电源3. 3V ;将阻值为3k的限流电阻分别串联在3个发光二极管(3 )电路中，将其电流限制在ImA以内，避免电流过大烧毁发光二极管(3);将IOk电阻和O. I μ F的电容组成的RC滤波电路串联在功能按键电路中，滤除按键时产生的毛刺及噪声；在数码二极管(I)的8个引脚上分别串联阻值为Ik的限流电阻，将电流限制在ImA以内。
专利摘要本实用新型涉及一种低成本简易变频器操作面板。本实用新型操作面板通过串行外围接口SPI可实现与DSP双向通信，结构简单，可省去LCM液晶显示电路、核心处理单片机等成本高昂的器件。该简易操作面板中，8个共阳极的数码显示管分别与8只74HC164寄存器相连，用于显示电机运行的相关参数；6个功能按键通过SPI分别与74HC164寄存器和DSP相连，可设定控制器参数、运行参数；3个发光二极管一端由VCC供电，另一端分别与接地、SPI引脚SPISIMO、SPICLK相连，用于电源信号指示灯、时钟指示灯和通信指示灯。
文档编号G09G3/32GK202679222SQ20122025445
公开日2013年1月16日 申请日期2012年6月1日 优先权日2012年6月1日
发明者周杰, 董英, 朱洪志, 阮智勇, 宋文祥 申请人:上海大学