专利名称：一种实时压力显示与报警装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于电子测量设备技术领域，具体涉及一种实时压力显示与报警装置。
背景技术：
目前工业生产等领域都需要对压力信号进行实时的监测。压力信号在汽车轮胎、 煤矿、油田、锅炉等诸多领域起着决定性作用，因此有必要准确测量压力值，以便保证设备的正常运转和人员的安全性。目前市场上有各种压力测量装置，但都具有通用性不强、成本较高、抗干扰能力不太强和功能欠缺等问题。
发明内容本实用新型的目的是提供一种实时压力显示与报警装置，解决了现有技术中存在的压力测量装置结构复杂，精度偏低，参数不可修改的缺点。本实用新型所采用的技术方案是，一种实时压力显示与报警装置，包括CPU控制器，CPU控制器上连接有压力信号采集转换模块、按键输入电路、参数存储模块、LED显示模块、报警输出及指示电路和状态检测模块，压力信号采集转换模块包括用于采集压力信号的压力传感器以及压力传感器相连接并用于将压力信号转换为数字信号的A/D转换电路， 按键输入电路用于完成参数设定值的输入和调整，参数存储模块用于储存数据，LED显示模块用于显示压力传感器测得的实时压力值和按键输入电路设定参数值，报警输出及指示电路用于在压力传感器测得的实时压力值超出系统预设安全压力范围时报警并驱动用户外接的安全保护装置，状态检测模块用于检测CPU控制器的工作状态，并在CPU控制器处于异常状态时发送复位信号使其重新启动，还包括电源供电模块，电源供电模块与CPU控制器和LED显示模块分别连接。CPU 控制器采用 SPMC65SF112A 芯片。A/D转换电路包括电阻R8，电阻R8的一端与压力传感器和电容C3相连接，电阻R8 的另一端与CPU控制器和电阻R9相连接，电容C3和电阻R9的另一端接地。电源供电模块包括电阻R31和电阻R35，电阻R31和电阻R31的一端并联连接在 +5V电源输入上，电阻R31的另一端连接有电容C5，电容C5的另一端接地，电阻R31和电容 C5之间设置有用于和LED显示模块相连接的供电端子VDD2，电阻R35的另一端连接有电容 C6，电容C6的另一端接地，电阻R35和电容C6之间设置有用于和CPU控制器相连接的供电端子VDDl。LED显示模块包括LED显示器U2，LED显示器U2为4位显示器。按键输入电路包括按键Si、按键S2、按键S3和按键S4，按键Si、按键S2、按键S3 和按键S4的一端均接地，按键Si、按键S2、按键S3和按键S4的另一端分别通过电阻R21、 电阻R22、电阻R23和电阻R40与CPU控制器相连接。按键Sl为Dec减键，按键S2为Shift切换键，按键S3为Add加键，按键S4为保存键。报警输出及指示电路包括报警指示电路和安全保护装置驱动电路，报警指示电路包括LED灯D3和LED灯D2，LED灯D3和LED灯D2的一端接地，LED灯D3和LED灯D2对应通过电阻R20和电阻R19与CPU控制器相连接，安全保护装置驱动电路包括上限安全值压力回路和下限安全压力回路，上限安全值压力回路包括电阻R36，电阻R36的一端和CPU 控制器相连接，另一端和外部安全保护装置相连接，下限安全压力回路包括电阻R38，电阻 R38的一端和CPU控制器相连接，另一端和外部安全保护装置相连接。本实用新型装置适用于工业生产领域压力监测，其有益效果是1、全部采用电阻保护机制；可以任意调节压力的工程量、压力报警的上下限以及回差值(即越限报警前提下，当变送信号回落到与设定信号相差一定数值的点处，CPU撤销报警，此相差一定的数值即为回差值)，有效地提高通用性；对上越限和下越限都有相应的LED指示灯报警，并且相应的端子能输出安全保护装置驱动电路的信号；能够实现掉电保持，显示方式之间可随意无扰动进行切换。本实用新型通过对压力进行实时检测、压力信息显示和压力上下限比较处理，对越限进行报警判断等功能，用户能及时掌握和控制压力变化动态，从而确保压力传感器输入端所要检测设备的正常运转与安全性。

图1是本实用新型一种实时压力显示与报警装置的结构示意图；图2是使用本实用新型装置中CPU控制器的连接关系示意图；图3是使用本实用新型装置中A/D转换电路的电路图；图4是使用本实用新型装置中电源供电模块的电路图；图5是使用本实用新型装置中LED显示模块的电路图；图6是使用本实用新型装置中按键输入电路的电路图；图7是使用本实用新型装置中报警指示电路的电路图；图8是使用本实用新型装置中安全保护装置驱动电路的电路图。其中，1.电源供电模块，2. CPU控制器，3. LED显示模块，4.报警输出及指示电路， 5.按键输入，6.压力信号采集转换模块，7.状态检测模块，8.参数存储模块。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型一种实时压力显示与报警装置，包括CPU控制器2，CPU控制器2上连接有压力信号采集转换模块6、按键输入电路5、参数存储模块8、LED显示模块 3、报警输出及指示电路4和状态检测模块7。按键输入电路5用于完成参数设定值的输入和调整，参数存储模块8用于储存数据，LED显示模块3用于显示所述压力传感器测得的实时压力值和所述按键输入电路5设定参数值，报警输出及指示电路4用于在压力传感器测得的实时压力值超出系统预设安全压力范围时报警并驱动用户外接的安全保护装置，状态检测模块7用于检测CPU控制器的工作状态，并在CPU控制器处于异常状态时发送复位信号使其重新启动，还包括电源供电模块1，电源供电模块1与CPU控制器2和LED显示模块 3分别连接。如图2所示，CPU控制器2采用SPMC65SF112A芯片。其中，SPMC65SF112A芯片的32个管脚的连接关系为，PA0-PA7作为LED显示模块3中LED显示器U2段显示的驱动输出， AN8作为压力信号采集转换模块6模拟电压量的输入接口，C0M0-C0M3作为LED显示模块3 中LED显示器U2位显示的驱动输出；LED1-LED2作为报警输出及指示电路4的报警指示电路的输出；Il为预留输入端口，可以进行多路采集讯号；01-02作为报警输出及指示电路4 中安全保护装置驱动电路的输出端口 ；S1-S4作为按键输入电路5的输入端口 ；PF0-PF2为在线调试与编程口，提供软件支持。压力信号采集转换模块6包括压力传感器和A/D转换电路，压力传感器用于采集被测装置的实时压力信号，并将压力信号装换位对应的模拟电压/电流信号。A/D转换电路与压力传感器相连接并用于将模拟电压/电流信号转换为数字信号。如图3所示，A/D转换电路包括电阻R8，电阻R8的一端与压力传感器和电容C3相连接，电阻R8的另一端与CPU 控制器和电阻R9相连接，电容C3和电阻R9的另一端接地。如图4所示，电源供电模块1包括电阻R31和电阻R35，电阻R31和电阻R31的一端并联连接在+5V电源输入上，电阻R31的另一端连接有电容C5，电容C5的另一端接地，电阻R31和电容C5之间设置有用于和LED显示模块3相连接的供电端子VDD2，电阻R35的另一端连接有电容C6，电容C6的另一端接地，电阻R35和电容C6之间设置有用于和CPU控制器2相连接的供电端子VDD1。如图5所示，LED显示模块3包括LED显示器U2，LED显示器U2为4位的显示器。 LED显示器U2的脚管12、脚管9、脚管8和脚管6为位选择输入，并分别与三极管Q4、三极管Q3、三极管Q2和三极管Ql的集电极相连接，三极管Q4、三极管Q3、三极管Q2和三极管 Ql的基极对应通过电阻R7、电阻R5、电阻R3、电阻Rl与CPU控制器2的COM 口相连接，三极管Q4、三极管Q3、三极管Q2和三极管Ql的发射极均与供电端子VDD2相连接。LED显示器U2的脚管11、脚管7、脚管4、脚管2、脚管1、脚管10、脚管5和脚管3为段显示输入，并分别通过电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15、电阻R16和电阻R17 与CPU控制器2的PA0-PA7相连接。如图6所示，按键输入电路5包括按键Si、按键S2、按键S3和按键S4，按键Si、按键S2、按键S3和按键S4的一端均接地(低电平按键有效)，按键Si、按键S2、按键S3和按键S4的另一端分别通过电阻R21、电阻R22、电阻R23和电阻R40与CPU控制器2的S1-S4 相连接。其中，按键Sl为Dec减键，按键S2为Shift切换键，按键S3为Add加键，按键S4 为Save保存键，满足参数修改与存储要求。报警输出及指示电路4包括报警指示电路和安全保护装置驱动电路。如图7所示， 报警指示电路包括LED灯D3和LED灯D2，LED灯D3和LED灯D2的一端接地，LED灯D3和 LED灯D2对应通过电阻R20和电阻R19与CPU控制器2相连接。LED灯D2亮表示压力信号采集转换模块6传送到CPU控制器2的变送信号大于预设的安全上限值参数，即越上限， LED灯D2、LED灯D3都亮-表示变送信号在正常状态，LED灯D3亮压力信号采集转换模块 6传送到CPU控制器2的变送信号低于预设的安全下限值参数，即越下限。如图8所示，安全保护装置驱动电路包括上限安全值压力回路和下限安全压力回路，上限安全值压力回路包括电阻R36，电阻R36的一端和CPU控制器2相连接，另一端和外部安全保护装置相连接，下限安全压力回路包括电阻R38，电阻R38的一端和CPU控制器 2相连接，另一端和外部安全保护装置相连接。当压力信号采集转换模块6传送到CPU控制器2的变送信号大于预设的安全上限值参数时，则上限安全值压力回路01输出一个高电平；当压力信号采集转换模块6传送到CPU控制器2的变送信号处于上下限之间时，则01、 02输出低电平；当压力信号采集转换模块6传送到CPU控制器2的变送信号低于预设的安全下限值参数时，则下限安全压力回路02输出一个高电平，来驱动报警设备。 本实用新型功能单元采用模块化设计、结构紧凑，外型美观，可靠性强，系统调试简单，易于操作，各种状态模式之间可实现在线无干扰切换、更改，再加上汇编语言的支持有效地提高了监测的实时性。
权利要求1.一种实时压力显示与报警装置，其特征在于，包括CPU控制器(2)，所述CPU控制器 (2)上连接有压力信号采集转换模块(6)、按键输入电路(5)、参数存储模块(8)、LED显示模块(3)、报警输出及指示电路(4)和状态检测模块(7)，所述压力信号采集转换模块(6) 包括用于采集压力信号的压力传感器以及所述压力传感器相连接并用于将压力信号转换为数字信号的A/D转换电路，所述按键输入电路(5)用于完成参数设定值的输入和调整，所述参数存储模块(8)用于储存数据，所述LED显示模块(3)用于显示所述压力传感器测得的实时压力值和所述按键输入电路(5)设定参数值，所述报警输出及指示电路(4)用于在所述压力传感器测得的实时压力值超出系统预设安全压力范围时报警并驱动用户外接的安全保护装置，所述状态检测模块(7)用于检测所述CPU控制器的工作状态，并在所述CPU 控制器处于异常状态时发送复位信号使其重新启动，还包括电源供电模块(1)，所述电源供电模块⑴与所述CPU控制器⑵和LED显示模块(3)分别连接。
2.按照权利要求1所述的一种实时压力显示与报警装置，其特征在于，所述CPU控制器 (2)采用 SPMC65SF112A 芯片。
3.按照权利要求1所述的一种实时压力显示与报警装置，其特征在于，所述A/D转换电路包括电阻R8，所述电阻R8的一端与所述压力传感器和电容C3相连接，所述电阻R8的另一端与所述CPU控制器和电阻R9相连接，所述电容C3和电阻R9的另一端接地。
4.按照权利要求1所述的一种实时压力显示与报警装置，其特征在于，所述电源供电模块(1)包括电阻R31和电阻R35，所述电阻R31和电阻R31的一端并联连接在+5V电源输入上，所述电阻R31的另一端连接有电容C5，所述电容C5的另一端接地，所述电阻R31和电容C5之间设置有用于和所述LED显示模块(3)相连接的供电端子VDD2，所述电阻R35的另一端连接有电容C6，所述电容C6的另一端接地，所述电阻R35和电容C6之间设置有用于和所述CPU控制器⑵相连接的供电端子VDD1。
5.按照权利要求1所述的一种实时压力显示与报警装置，其特征在于，所述LED显示模块(3)包括LED显示器U2，所述LED显示器U2为4位显示器。
6.按照权利要求1所述的一种实时压力显示与报警装置，其特征在于，所述按键输入电路(5)包括按键Si、按键S2、按键S3和按键S4，所述按键Si、按键S2、按键S3和按键S4 的一端均接地，所述按键Si、按键S2、按键S3和按键S4的另一端分别通过电阻R21、电阻 R22、电阻R23和电阻R40与所述CPU控制器⑵相连接。
7.按照权利要求6所述的一种实时压力显示与报警装置，其特征在于，所述按键Sl为 Dec减键，所述按键S2为Shift切换键，所述按键S3为Add加键，所述按键S4为Save保存键。
8.按照权利要求1所述的一种实时压力显示与报警装置，其特征在于，所述报警输出及指示电路(4)包括报警指示电路和安全保护装置驱动电路，所述报警指示电路包括LED 灯D3和LED灯D2，所述LED灯D3和LED灯D2的一端接地，所述LED灯D3和LED灯D2对应通过电阻R20和电阻R19与所述CPU控制器(2)相连接，所述安全保护装置驱动电路包括上限安全值压力回路和下限安全压力回路，所述上限安全值压力回路包括电阻R36，所述电阻R36的一端和所述CPU控制器(2)相连接，另一端和外部安全保护装置相连接，所述下限安全压力回路包括电阻R38，所述电阻R38的一端和所述CPU控制器(2)相连接，另一端和外部安全保护装置相连接。
专利摘要本实用新型公开了一种实时压力显示与报警装置，包括CPU控制器，CPU控制器上连接有压力信号采集转换模块、按键输入电路、参数存储模块、LED显示模块、报警输出及指示电路和状态检测模块，压力信号采集转换模块包括压力传感器以及A/D转换电路，还包括电源供电模块，电源供电模块与CPU控制器和LED显示模块相连接。本实用新型解决了现有技术中存在的压力测量装置结构复杂，精度偏低，参数不可修改的缺点。
文档编号G01L19/08GK202075091SQ201120098779
公开日2011年12月14日 申请日期2011年4月7日 优先权日2011年4月7日
发明者冯涛, 梁莉, 王晓奎 申请人:西安理工大学