专利名称：一种用于高压脉冲电场杀菌的控制器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种控制器，尤其是涉及一种用于高压脉冲电场杀菌的控制器。
背景技术：
从高压脉冲电场(Pulsed Electric Fields, PEF)杀菌技术诞生以来，人们对PEF技术进行了大量的杀菌试验。表明PEF杀菌能有效杀死酵母菌、霉菌、大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、沙门氏菌等果蔬汁、牛奶、红酒等液体食品中常见的微生物。因而，自2000年以来，PEF技术是成为全球备受瞩目的非热杀菌技术。我国的水果、蔬菜产量一直居世界前列，然而落后的杀菌技术使其产品深加工程度不高，因而缺乏竞争力。若能将PEF杀菌技术应用到其中，不仅效果好、成本低，而且绿色节能，非常适合我国国情。良好的PEF杀菌设备是PEF杀菌技术得以应用的前提。国内对PEF杀菌设备的研究还处于实验室阶段，与研究PEF杀菌技术起步较早的国家相比，还相当落后。但是国外的PEF杀菌设备通常价格昂贵，需要几十到上百万美元，处理量越大价格越高，这无论对中国的研究单位还是使用企业都是一笔不小的费用。另一方面若依赖于进口，将无法得到详细的操作指导和有效沟通，使用者很大程度上需自己摸索。因此设计具有中国自主知识产权的、具备向未来PEF工业化应用过渡要求的的高压脉冲杀菌设备成为目前国内应用与推广PEF杀菌技术需要解决的首要难题。高压脉冲电场杀菌的控制器是PEF杀菌系统中非常重要的一环，若控制器出故障将导致其他环节出现故障。另一方面，市场上各种微处理器层出不穷，功能和特长都不尽相同，如何选择处理器来构建安全、可靠、高效的PEF杀菌控制系统，也是非常重要的。DSP具有高速数字处理能力，是用于发射PEF杀菌的控制脉冲的最佳选择，但少将其用于液晶显示；单片机处理速度慢，但能进行基本的采集、通信、显示、控制等操作。如果能将二者结合使用，则可优势互补，即可快速的发射脉冲，又能良好的显示和控制。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于高压脉冲电场杀菌的控制器。利用该控制器，能够通过嵌入式的控制方式，实时监视被测样品的温度与流速，同时能够把被测值与高压脉冲电场杀菌所需要的参数值，如脉冲宽度、频率等，进行存储；还可通过在按键操作设定杀菌所需的脉冲宽度和频率的数值。为实现上述目的，本发明采用的技术方案是
本发明包括单片机工作电路、液晶显示电路、温度采集电路、蠕动泵控制电路、按键控制电路、语音提示电路、电平转换电路、DSP工作电路、数据存储电路；其中液晶显示电路、温度采集电路、蠕动泵控制电路、按键控制电路、语音提示电路、电平转换电路分别与单片机工作电路相连接，DSP工作电路分别与电平转换电路和数据存储电路相连接。所述的单片机工作电路采用型号为ATmega8535的AVR单片机Ul为处理器；液晶显示电路以型号为LM320240TCW的显示屏U2为液晶屏，所述显示屏U2与单片机工作电路相连接；温度采集电路包括型号为DS18B20的数字式温度传感器U3，U3实时采集被处理样品的温度，并与单片机工作电路相连接；蠕动泵控制电路包括型号为WT600-2J的蠕动泵Tl，蠕动泵Tl与单片机工作电路相连接；按键控制电路包括五个按键S2飞6，分别表示确定、上移、下移、左移、右移，S2^S6分别与单片机工作电路相连接；语音提示电路以型号为ISD1700的芯片U4为语音芯片，U4的10脚通过电容C5与录音机LUl的一端相连，LUl的另一端通过电容Cll与U4的11脚相连，U4的15脚与扬声器FAl的一端相连，FAl的另一端与U4的13脚相连，U4通过4 7脚与单片机工作电路相连接。所述的电平转换电路其U9、UlO为型号为74LS04的非门，U5、U6分别为型号为F0D260L和6N137的高速光电耦合器，U9的I脚和UlO的2脚与单片机工作电路相连接，U9的2脚通过电阻R9与U5的2脚相连，U5的6脚与D SP工作电路相连，UlO的I脚与U6的6脚相连，U6的2脚通过电阻Rl2与DSP工作电路相连；DSP工作电路以型号为TMS320C28335的芯片U7为DSP，U7与数据存储电路相连；数据存储电路以型号为IS61LV51216的芯片U8为存储器，U8用于保存设置的参数及所采集的数据。本发明具有的有益效果是
1、能够实时监视被测样品的温度与流速；
2、可设定杀菌所需的脉冲宽度和频率值，及样品温度和流速的极限值；
3、可对参数修改过程进行语言提示，并且当样品温度和流速达到极限值时进行语言报
m.1=I ，
4、可根据用户要求保存所需参数，如样品温度、流速，杀菌的脉宽、频率；
5、能够实现单片机与DSP的实时通讯，最大限度的发挥各自的功能。
图1是本发明的总体结构框图。图2是本发明的单片机单元图。图3是本发明的DSP单元图。
具体实施例方式下面结合附图和实施例，对本发明作进一步的描述。图1是本发明的总体结构框图。本发明包括单片机工作电路1、液晶显示电路2、温度采集电路3、蠕动泵控制电路4、按键控制电路5、语音提示电路6、电平转换电路7、DSP工作电路8、数据存储电路9 ;其中液晶显示电路2、温度采集电路3、蠕动泵控制电路4、按键控制电路5、语音提示电路6、电平转换电路7分别与单片机工作电路I相连接，DSP工作电路8分别与电平转换电路7和数据存储电路9相连接。图2是本发明的单片机单元图。图中，单片机工作电路I采用型号为ATmega8535的AVR单片机Ul为处理器;U1的13脚和14脚分别与晶振Yl的两端相连，Ul的13脚和14脚分别通过电容Cl、C2接地；U1的10脚同时与按键SI的一端和Rl的一端相连，SI的另一端通过电阻R2接5V电源的正极，Rl的另一端接地；电容C3的正极和负极分别与5V电源正极和Ul的10脚相连。如图2所示，液晶显示电路2以型号为LM320240TCW的显示屏U2为液晶屏，U2与单片机工作电路I中Ul相连接；U2的2脚和19脚接5V电源正极，U2的18脚接三端可调电阻R3的一端，U2的I脚接R3的另一端，R3的可调端则与U2的3脚相连，U2的I和20脚接地。如图2所示，温度采集电路3包括型号为DS18B20的数字式温度传感器U3，U3的I/O 口与单片机工作电路I的Ul相连接；U3的VDD和GND分别接5V电源的正极和地。如图2所示，蠕动泵控制电路4包括型号为WT600-2J的蠕动泵Tl，Tl的IN 口与单片机工作电路I的Ul相连接；T1 VCC和GND分别接5V电源的正极和地。如图2所示，按键控制电路5包括五个按键S2飞6，分别表示确定、上移、下移、左移、右移，S2飞6的一端相互连接后与5V电源的正极相连，S2飞6的另一端分别与单片机工作电路I的Ul相连接；
如图2所示，语音提示电路6以型号为ISD1700的芯片U4为语音芯片，U4的10脚通过电容C5与录音机LUl的一端相连，LUl的另一端通过电容Cll与U4的11脚相连，U4的15脚与扬声器FAl的一端相连，FAl的另一端与U4的13脚相连，U4通过4 7脚与单片机工作电路I的Ul相连接；按键S8 S13的一端相互连接后接地，另一端分别与U4相连，U4的24脚通过电阻R7与电容C6相连；按键S7的两端分别接U4的2脚和28脚，U4的8脚和28脚相互连接后接地。发光二极管Dl的负极与U4的2脚相连，Dl的正极通过电阻R8接5V电源的正极。R5的一端接5V电源的正极，另一端通过电容C4接地，同时与R6的一端相连，R6的另一端通过电容C5接U4的10脚。图3是本发明的单片机单元图。图中，电平转换电路7中的U9、UlO为型号为74LS04的非门，U5、U6分别为型号为F0D260L和6N137的高速光电耦合器，U9的I脚和UlO的2脚与单片机工作电路I的Ul相连接，U9的2脚通过电阻R9与U5的2脚相连，U5的6脚与DSP工作电路8相连，UlO的I脚与U6的6脚相连，U6的2脚通过电阻R12与DSP工作电路8相连；U5的3脚、5脚相连后接地，U5的7脚、8脚相连后与5V电源则正极相连，5V电源则正极通过电容C7接地；U6的3脚、5脚相连后接地，U6的8脚与5V电源则正极相连，5V电源则正极通过电容C8接地；U5的7脚通过电阻RlO与DSP工作电路8相连，U6的8脚通过电阻Rll与UlO的I脚相连。如图3所示，DSP工作电路8以型号为TMS320C28335的芯片U7为DSP，U7的102脚和104脚分别接晶振Y2的两端，U7的102脚和104脚分别通过电容C10、C11接地；U7的139脚接3. 3V电源正极，同时通过电容C9接地，U7与数据存储电路9相连。如图3所示，数据存储电路9以型号为IS61LV51216的芯片U8为存储器，U8用于保存设置的参数及所采集的数据，U8的BLE端、BHE端、GND端相连后接地，VDD端接3. 3V电源正极，同时通过电容C12接地，U8与数据存储电路9中U7相连。本发明的工作过程如下
通过温度采集电路3、蠕动泵控制电路4能够实时监视被测样品的温度与流速；通过按键控制电路5和液晶显示电路2，可以设定杀菌所需的脉冲宽度和频率的数值，以及样品温度和流速的极限值；语音提示电路6可对参数修改过程进行语言提示，并且当样品温度和流速达到极限值时进行语言报警；通过电平转换电路7可以实现单片机工作电路I和DSP工作电路8的实时通讯；通过数据存储电路9则可根据用户要求保存所需参数。可见本发明操作简单，能满足高压脉冲电场杀菌的基本控制要求。
权利要求
1.一种用于高压脉冲电场杀菌的控制器，其特征在于包括单片机工作电路(I)、液晶显示电路(2)、温度采集电路(3)、蠕动泵控制电路(4)、按键控制电路(5)、语音提示电路(6)、电平转换电路(7)、DSP工作电路(8)、数据存储电路(9);其中液晶显示电路(2)、温度采集电路(3)、蠕动泵控制电路(4)、按键控制电路(5)、语音提示电路(6)、电平转换电路(7 )分别与单片机工作电路(I)相连接，DSP工作电路(8 )分别与电平转换电路(7 )和数据存储电路(9)相连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于高压脉冲电场杀菌的控制器，其特征在于所述的单片机工作电路(I)采用型号为ATmega8535的AVR单片机Ul为处理器；液晶显示电路(2)以型号为LM320240TCW的显示屏U2为液晶屏，所述显示屏U2与单片机工作电路(I)相连接；温度采集电路(3)包括型号为DS18B20的数字式温度传感器U3，U3实时采集被处理样品的温度，并与单片机工作电路(I)相连接；蠕动泵控制电路(4)包括型号为WT600-2J的蠕动泵Tl，蠕动泵Tl与单片机工作电路(I)相连接；按键控制电路(5)包括五个按键S2飞6，分别表示确定、上移、下移、左移、右移，S2 S6分别与单片机工作电路(I)相连接；语音提示电路(6)以型号为ISD1700的芯片U4为语音芯片，U4的10脚通过电容C5与录音机LUl的一端相连，LUl的另一端通过电容Cll与U4的11脚相连，U4的15脚与扬声器FAl的一端相连，FAl的另一端与U4的13脚相连，U4通过4 7脚与单片机工作电路(I)相连接。
3.根据权利要求1所述的一种用于高压脉冲电场杀菌的控制器，其特征在于所述的电平转换电路(7)其U9、UlO为型号为74LS04的非门，U5、U6分别为型号为F0D260L和6N137的高速光电耦合器，U9的I脚和UlO的2脚与单片机工作电路(I)相连接，U9的2脚通过电阻R9与U5的2脚相连，U5的6脚与DSP工作电路(8)相连，UlO的I脚与U6的6脚相连，U6的2脚通过电阻R12与DSP工作电路(8)相连；DSP工作电路(8)以型号为TMS320C28335的芯片U7为DSP，U7与数据存储电路(9)相连；数据存储电路(9)以型号为IS61LV51216的芯片U8为存储器，U8用于保存设置的参数及所采集的数据。
全文摘要
本发明公开了一种用于高压脉冲电场杀菌的控制器。其液晶显示电路、温度采集电路、蠕动泵控制电路、按键控制电路、语音提示电路、电平转换电路分别与单片机工作电路相连接，DSP工作电路分别与电平转换电路和数据存储电路相连接。本发明能够实时监视被测样品的温度与流速；可设定杀菌所需的脉冲宽度和频率值，及样品温度和流速的极限值；可对参数修改过程进行语言提示，并且当样品温度和流速达到极限值时进行语言报警；可根据用户要求保存所需参数，如样品温度、流速，杀菌的脉宽、频率；能够实现单片机与DSP的实时通讯，最大限度的发挥各自的功能。
文档编号G05B19/042GK103019140SQ201210549789
公开日2013年4月3日 申请日期2012年12月17日 优先权日2012年12月17日
发明者王剑平, 余琳, 江婷婷, 王海军, 黄康, 盖玲 申请人:浙江大学